JP3132449B2 - Method of manufacturing resin-encased semiconductor device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂外装型の半
導体装置の製造方法に関し、さらに言えば、搭載した半
導体素子チップの接合用電極部の近傍に中空部を形成す
るように合成樹脂で外装した半導体装置の製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a resin-covered semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device chip with a synthetic resin so as to form a hollow portion near a bonding electrode portion of a mounted semiconductor element chip. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、マイクロ波帯の高周波数領域
（約１ＧＨｚ〜１０００ＧＨｚ）で動作するマイクロ波
用半導体素子は、接合用電極部の近傍に誘電体（例え
ば、樹脂あるいはイオン性不純物など）が存在すると,
その誘電体により生成される寄生容量により当該半導体
素子の電気的特性が損なわれる。したがって、マイクロ
波用半導体素子チップを搭載した樹脂外装型の半導体装
置は、そのチップの接合用電極部の近傍において樹脂外
装体に中空部を形成してそこに誘電体となる樹脂が存在
しないようにパッケージングすることが必要である。そ
こで従来より、図７に示す外装構造が一般的に採用され
ている。2. Description of the Related Art Generally, a microwave semiconductor device operating in a high frequency range (about 1 GHz to 1000 GHz) in a microwave band has a dielectric (for example, resin or ionic impurities) near a bonding electrode portion. If it exists,
The electrical characteristics of the semiconductor element are impaired by the parasitic capacitance generated by the dielectric. Therefore, a resin-covered semiconductor device on which a microwave semiconductor element chip is mounted is formed such that a hollow portion is formed in a resin-covered body in the vicinity of a bonding electrode portion of the chip, and there is no resin serving as a dielectric there. It is necessary to package it. Therefore, the exterior structure shown in FIG. 7 has conventionally been generally employed.
【０００３】図７に示す樹脂外装型の半導体装置１０１
は、合成樹脂製の保持部材１０２を備えている。この保
持部材１０２は上面が窪んだ略円柱形をなしており、導
電性金属製のダイ・パッド（ランド）１０３と、４本の
導電性金属製のリード・フィンガー１０４とを所定の位
置関係を保ちながら保持する。この保持部材１０２は、
封着部１０９において、下面に窪みを有する略円柱形の
合成樹脂製キャップ１０７と接合されている。この半導
体装置１０１では、合成樹脂製キャップ１０７が樹脂外
装体を形成する。保持部材１０２の上面の窪みとキャッ
プ１０７の下面の窪みとは一体となって、樹脂外装体の
内側に中空部１０８を形成している。保持部材１０２と
キャップ１０７との接合は、熱硬化型エポキシ樹脂や熱
可塑性樹脂などを用いて行われる。保持部材１０２とキ
ャップ１０７は通常、熱硬化型エポキシ樹脂により形成
される。FIG. 7 shows a semiconductor device 101 of a resin exterior type.
Has a holding member 102 made of synthetic resin. The holding member 102 has a substantially cylindrical shape with a concave upper surface, and a die pad (land) 103 made of conductive metal and four conductive metal lead fingers 104 are placed in a predetermined positional relationship. Hold while holding. This holding member 102
The sealing portion 109 is joined to a substantially cylindrical synthetic resin cap 107 having a depression on the lower surface. In the semiconductor device 101, the synthetic resin cap 107 forms a resin outer package. The depression on the upper surface of the holding member 102 and the depression on the lower surface of the cap 107 are integrally formed to form a hollow portion 108 inside the resin exterior body. The joining between the holding member 102 and the cap 107 is performed using a thermosetting epoxy resin, a thermoplastic resin, or the like. The holding member 102 and the cap 107 are usually formed of a thermosetting epoxy resin.
【０００４】マイクロ波用半導体素子チップ１０５は、
適当な接着剤によりダイ・パッド１０３の表面に固着さ
れている。その半導体素子チップ１０５の表面に形成さ
れた複数の接合用電極（図示せず）は、ボンディング・
ワイヤ１０６により対応するリード・フィンガー１０４
の内端にそれぞれ電気的に接続されている。半導体素子
チップ１０５とボンディング・ワイヤ１０６は、樹脂外
装体の中空部１０８内に位置している。[0004] The semiconductor element chip 105 for microwave is
It is fixed to the surface of the die pad 103 with a suitable adhesive. A plurality of bonding electrodes (not shown) formed on the surface of the semiconductor element chip 105 are connected to bonding electrodes.
Lead finger 104 corresponding to wire 106
Are electrically connected to the respective inner ends of the. The semiconductor element chip 105 and the bonding wires 106 are located in the hollow portion 108 of the resin outer package.
【０００５】２本のリード・フィンガー１０４は、保持
部材１０２の一つの直径に沿って配置され、他の２本の
リード・フィンガー１０４は前記直径と直交する他の直
径に沿って配置されている。各リード・フィンガー１０
４の内側の略半分は、保持部材１０２の内部にあってイ
ンナー・リードを形成する。各リード・フィンガー１０
４の外側の略半分は、保持部材１０２の外部に突出して
アウター・リードを形成する。[0005] Two lead fingers 104 are arranged along one diameter of the holding member 102 and the other two lead fingers 104 are arranged along another diameter orthogonal to the diameter. . Each lead finger 10
A substantially half of the inside of 4 is inside the holding member 102 and forms an inner lead. Each lead finger 10
A substantially half outside 4 protrudes outside the holding member 102 to form an outer lead.
【０００６】複数のリード・フィンガー１０４の保持部
材１０２より突出した部分、すなわちアウター・リード
は、端部１０４ａにおいてリード・フレーム（図示せ
ず）から切断・分離され、屈曲部１０４ｂ、１０４ｃに
おいて図７に示す形状に屈曲されている。The portions of the plurality of lead fingers 104 protruding from the holding member 102, ie, the outer leads, are cut and separated from the lead frame (not shown) at the end 104a, and are bent at the bent portions 104b and 104c as shown in FIG. Are bent to the shape shown in FIG.
【０００７】以上の構成を持つ半導体装置１０１は、次
のようにして製造される。[0007] The semiconductor device 101 having the above configuration is manufactured as follows.
【０００８】まず、公知の射出成形法などにより、リー
ド・フレームの所定箇所に熱硬化型のエポキシ樹脂を略
円柱形に成形し、そのリード・フレームのダイ・パッド
１０３とリード・フィンガー１０４を図７のように保持
する保持部材１０２を形成する。First, a thermosetting epoxy resin is formed into a substantially cylindrical shape at a predetermined position of a lead frame by a known injection molding method or the like, and a die pad 103 and a lead finger 104 of the lead frame are illustrated. A holding member 102 for holding as shown in 7 is formed.
【０００９】次に、リード・フレームから分離しない
で、所定の接着剤を用いて半導体素子チップ１０５をダ
イ・パッド１０３上に固着する。そして、半導体素子チ
ップ１０５の電極とリード・フィンガー１０４の内端と
にボンディング・ワイヤ１０６をボンディングして、半
導体素子チップ１０５の電極と対応するリード・フィン
ガー１０４とを電気的に接続する。Next, the semiconductor chip 105 is fixed onto the die pad 103 using a predetermined adhesive without being separated from the lead frame. Then, a bonding wire 106 is bonded to the electrode of the semiconductor element chip 105 and the inner end of the lead finger 104 to electrically connect the electrode of the semiconductor element chip 105 and the corresponding lead finger 104.
【００１０】その後、加熱下で、保持部材１０２の上面
の封着部１０９にキャップ１０７を接合し、半導体素子
チップ１０５を封止する。最後に、リード・フィンガー
１０４をリード・フレームから切断し、そのアウター・
リード部分を図７のような形状に屈曲する。こうして、
図７に示す樹脂外装型半導体装置１０１が完成する。Thereafter, under heating, the cap 107 is bonded to the sealing portion 109 on the upper surface of the holding member 102, and the semiconductor element chip 105 is sealed. Finally, the lead finger 104 is cut from the lead frame and its outer
The lead portion is bent into a shape as shown in FIG. Thus,
The resin-coated semiconductor device 101 shown in FIG. 7 is completed.
【００１１】この種の樹脂外装体を備えた半導体装置あ
るいは高周波回路装置の他の製造方法としては、次のよ
うなものが知られている。The following is known as another method for manufacturing a semiconductor device or a high-frequency circuit device provided with this kind of resin outer package.
【００１２】特公昭４５−２２３８４号公報には、「圧
電磁器板に形成したエネルギーとじ込め型共振子電極部
に常温では固体または半固体で加熱により容易に融解す
る材料により被膜を形成後、絶縁性樹脂層を浸漬法また
はモールド法により形成し、該絶縁性樹脂層の形成時ま
たは形成後に加熱して前記被膜を融解させて該絶縁性樹
脂層に吸収させることにより共振子電極部上に空隙を設
けることを特徴とするエネルギーとじ込め型磁器濾波器
の製造方法」が開示されている。この方法では、「常温
では固体または半固体で加熱により容易に融解する材
料」を使用して、磁器濾波器の共振子電極部上において
樹脂外装体に空隙を設けている。「常温では固体または
半固体で加熱により容易に融解する材料」としては、パ
ラフィンあるいはワックスを使用する。[0012] Japanese Patent Publication No. 45-22384 discloses that, after forming a coating of a material which is solid or semi-solid at room temperature and is easily melted by heating, the insulating material is formed on the energy-trapping type resonator electrode formed on the piezoelectric ceramic plate. The insulating resin layer is formed by a dipping method or a molding method, and the coating is melted by heating during or after the formation of the insulating resin layer and absorbed by the insulating resin layer, thereby forming a gap on the resonator electrode portion. And a method for manufacturing an energy-trapping type porcelain filter. In this method, a void is provided in the resin outer casing on the resonator electrode portion of the porcelain filter using a “material that is solid or semi-solid at room temperature and is easily melted by heating”. As the “material that is solid or semi-solid at room temperature and is easily melted by heating”, paraffin or wax is used.
【００１３】特開昭６１−１６６１３８号公報には、
「半導体（素子）チップをドライアイス等の発泡剤とと
もに液状樹脂で封じ、熱または光もしくは振動を加えて
前記樹脂を硬化する半導体装置の製造方法」が開示され
ている。この方法では、ドライアイス等の発泡剤を半導
体チップの表面に載せた後、金型を用いて発泡剤ととも
に半導体チップを液状樹脂で封止する。その封止の際に
加熱し、液状樹脂を硬化させると同時に発泡剤を気化発
泡させて、半導体チップの表面近傍において樹脂外装体
に空洞を形成する。JP-A-61-166138 discloses that
“A method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor (element) chip is sealed with a liquid resin together with a foaming agent such as dry ice and the resin is cured by applying heat, light, or vibration” is disclosed. In this method, after a foaming agent such as dry ice is placed on the surface of the semiconductor chip, the semiconductor chip is sealed with a liquid resin together with the foaming agent using a mold. Heat is applied during the sealing to cure the liquid resin and vaporize and foam the foaming agent, thereby forming a cavity in the resin package near the surface of the semiconductor chip.
【００１４】特開昭６４−７１１３８号公報には、「絶
縁性基板表面の離隔する位置に設置する送信用電極及び
受信用電極間に表面波が移動する型の素子を配置してか
ら全体に溶融ワックスを塗布冷却して層状に形成後、多
孔質樹脂層を被覆して一体として減圧下で再加熱して溶
融ワックスをこの多孔質樹脂層を介して蒸発させて前記
素子と前記多孔質樹脂層間に空間を設置し、次にトラン
スファモールド法により外装樹脂層を被覆することを特
徴とする樹脂封止型半導体装置の製造方法」が開示され
ている。この方法では、樹脂外装体の内部に空間を形成
する材料として、加熱により溶融させたワックスを使用
する。その溶融ワックスは、前記基板の表面に前記弾性
表面波素子を覆うように層状に塗布された後、冷却され
る。そして、そのワックス層を除去するために、減圧下
でそのワックス層を再加熱して前記多孔質樹脂層を介し
て蒸発させ、それによって前記素子と前記多孔質樹脂層
の間に空間を形成する。Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-71138 discloses that an element of a type in which a surface wave moves is disposed between a transmitting electrode and a receiving electrode which are provided at spaced positions on the surface of an insulating substrate, and After the molten wax is applied and cooled to form a layer, the porous resin layer is coated and integrally reheated under reduced pressure to evaporate the molten wax through the porous resin layer to form the element and the porous resin. A method for manufacturing a resin-encapsulated semiconductor device, comprising providing a space between layers and then covering the exterior resin layer by a transfer molding method ". In this method, a wax that is melted by heating is used as a material for forming a space inside the resin exterior body. The molten wax is applied on the surface of the substrate in a layer so as to cover the surface acoustic wave element, and then cooled. Then, in order to remove the wax layer, the wax layer is reheated under reduced pressure to evaporate through the porous resin layer, thereby forming a space between the element and the porous resin layer. .
【００１５】特開平６−２８３６１９号公報には、「同
一基板の表面に形成された少なくとも一つの弾性表面波
素子を含む複合素子のうち前記弾性表面波素子の部分に
中空形成用物質を塗布する工程と、前記基板表面を多孔
質の弾性表面波吸収材で被覆する工程と、前記中空形成
用物質を加熱して気化させる工程とを有することを特徴
とする高周波回路素子の製造方法」が開示されている。
この方法では、樹脂外装体の内部に中空を形成する物質
として、天井温度（完全に気化する温度）の低いポリア
ルファメチルスチレンや分解温度の低いポリイソブチレ
ン、ポリメタクリロニトリルなど、あるいは数種のろう
を混ぜて上記性質を与えたワックス等を使用する。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-283719 discloses that “a material for forming a hollow is applied to a portion of the surface acoustic wave element in a composite element including at least one surface acoustic wave element formed on the surface of the same substrate. A method for manufacturing a high-frequency circuit element, comprising: a step of coating the surface of the substrate with a porous surface acoustic wave absorbing material; and a step of heating and vaporizing the material for forming the hollow. Have been.
In this method, as a substance that forms a hollow inside the resin outer body, polyalphamethylstyrene having a low ceiling temperature (a temperature at which the resin completely evaporates), polyisobutylene having a low decomposition temperature, polymethacrylonitrile, or a mixture of several kinds of materials are used. A wax or the like having the above properties obtained by mixing wax is used.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来の樹脂
外装型半導体装置１０１には、次のような問題点があ
る。The conventional resin-encased semiconductor device 101 shown in FIG. 7 has the following problems.
【００１７】まず第一に、所定形状に予め成形したキャ
ップ１０７が必要であるため、製造コストが上昇する。
樹脂外装体の小型化が進むと、キャップ１０７の接合時
に保持部材１０２に対する位置決め等のために特別な制
御が必要となるため、製造コストの問題はより顕著にな
る。First, the need for the cap 107 preformed in a predetermined shape increases the manufacturing cost.
As the size of the resin outer package increases, special control for positioning the holding member 102 and the like at the time of joining the cap 107 is required, so that the problem of manufacturing cost becomes more prominent.
【００１８】第二に、キャップ１０７の保持部材１０２
との接合に接着剤として熱可塑性あるいは熱硬化性の樹
脂が使用されるので、キャップ１０７の接合工程で加熱
が必要である。このため、キャップ１０７の接合工程で
中空部１０８内に膨張した状態で閉じ込められた気体
は、その後の周囲温度の低下に応じて収縮する。その結
果、中空部１０８の内部の気体と外装体の外部の大気と
の間に気圧差が生じる。この気圧差は、中空部１０８の
内部の気体の吹き出しあるいは外装体の外部の大気の吸
い込みを引き起こし、封着部１０９に形成されるキャッ
プ１０７接着用の樹脂層に、中空部１０８の内部と外部
を接続する貫通孔を生じさせる。この貫通孔は、当該半
導体装置１０１の回路基板などへの実装時に使われるフ
ラックスの外装体内部への浸入、あるいは当該半導体装
置１０１の使用環境における外気の外装体内部への浸入
の原因となり、当該半導体装置１０１の動作信頼性を低
下させる。Second, the holding member 102 of the cap 107
Since a thermoplastic or thermosetting resin is used as an adhesive for bonding with the cap 107, heating is required in the step of bonding the cap 107. Therefore, the gas trapped in the expanded state in the hollow portion 108 in the joining step of the cap 107 contracts in accordance with a subsequent decrease in ambient temperature. As a result, a pressure difference occurs between the gas inside the hollow portion 108 and the atmosphere outside the exterior body. This pressure difference causes the gas inside the hollow part 108 to be blown out or the air outside the exterior body to be sucked, and the resin layer for bonding the cap 107 formed in the sealing part 109 is connected to the inside and outside of the hollow part 108. Is generated. This through-hole causes the flux used when mounting the semiconductor device 101 on a circuit board or the like to enter the interior of the exterior body, or causes the outside air to enter the interior of the exterior body in an environment where the semiconductor device 101 is used. The operation reliability of the semiconductor device 101 is reduced.
【００１９】第三に、小型化が進むと、それに応じてキ
ャップ１０７の肉厚を薄く形成する必要があるため、キ
ャップ１０７それ自体を貫通して水分等の侵入が生じ易
くなる。Third, as the miniaturization progresses, the thickness of the cap 107 must be reduced accordingly, so that the penetration of moisture or the like easily occurs through the cap 107 itself.
【００２０】特公昭４５−２２３８４号公報と特開昭６
１−１６６１３８号公報、特開昭６４−７１１３８号公
報、特開平６−２８３６１９号公報にそれぞれ開示され
た方法では、いずれも図７に示すようなキャップを使用
しないので、図７の従来の樹脂外装型半導体装置１０１
の持つ三つの問題点は解消される。しかし、これらの方
法には次のような問題点がある。Japanese Patent Publication No. 45-22384 and Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 6
In each of the methods disclosed in JP-A 1-166138, JP-A-64-71138 and JP-A-6-283619, the cap shown in FIG. Exterior type semiconductor device 101
The three problems of have been solved. However, these methods have the following problems.
【００２１】特公昭４５−２２３８４号公報に開示され
た方法では、樹脂外装体の内部に中空部を形成するため
に、パラフィンあるいはワックスよりなる被膜を加熱に
よって融解し、絶縁性樹脂層の気孔部に当該パラフィン
あるいはワックスを吸収させることによって当該被膜を
除去する。しかし、共振子の電極部は微細な凹凸を有し
ているため、この方法では当該被膜を完全に除去するの
は困難であり、共振子の電極部の近傍の表面に微少のパ
ラフィンまたはワックスの残渣が生成されやすい、とい
う問題点がある。特に、電極部の凹部には微少のパラフ
ィンまたはワックスの残渣が残りやすい。According to the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 45-22384, a coating made of paraffin or wax is melted by heating to form a hollow portion inside the resin outer casing, and the pores of the insulating resin layer are formed. The coating is removed by absorbing the paraffin or wax. However, since the electrode portion of the resonator has fine irregularities, it is difficult to completely remove the coating by this method, and a very small amount of paraffin or wax is formed on the surface near the electrode portion of the resonator. There is a problem that a residue is easily generated. In particular, a minute residue of paraffin or wax tends to remain in the concave portion of the electrode portion.
【００２２】この微少のパラフィンまたはワックスの残
渣は、共振子（あるいは半導体素子）の高周波特性を損
ねることが分かっているので、この方法は一般的には採
用されていない。This method is not generally employed, since it has been found that this minute residue of paraffin or wax impairs the high-frequency characteristics of the resonator (or semiconductor element).
【００２３】特開昭６１−１６６１３８号公報に開示さ
れた方法では、使用する発泡剤の具体例としてドライア
イスが挙げられている。しかし、ドライアイスは常温で
激しく揮発するため、発泡剤の量や温度の制御が困難で
あり、その結果、所望の形状で所望の大きさの空洞（中
空部）を樹脂外装体の所定位置に安定して形成するのが
著しく困難である、という問題点がある。In the method disclosed in JP-A-61-166138, dry ice is mentioned as a specific example of the foaming agent to be used. However, since dry ice volatilizes violently at room temperature, it is difficult to control the amount and temperature of the foaming agent. As a result, a cavity (hollow portion) having a desired shape and a desired size is formed at a predetermined position on the resin exterior body. There is a problem that it is extremely difficult to stably form.
【００２４】さらに、ドライアイスは固体であり、半導
体素子チップの表面に対して濡れることがないため、外
装用樹脂を充填する際にドライアイスの位置が変動し易
い。この点は、上述した所望の空洞形成の困難性をさら
に増加させるものである。Furthermore, since the dry ice is solid and does not wet the surface of the semiconductor element chip, the position of the dry ice tends to fluctuate when the resin for exterior is filled. This further increases the difficulty of forming the desired cavity described above.
【００２５】特開昭６１−１６６１３８号公報には、使
用する発泡剤の具体例としてドライアイス以外は挙げら
れていない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-166138 does not mention anything other than dry ice as a specific example of a foaming agent to be used.
【００２６】特開昭６４−７１１３８号公報に開示され
た方法では、溶融ワックスを塗布・冷却して層状に形成
した後、その上に多孔質樹脂層を被覆している。その
後、減圧下で再加熱して前記ワックス層を溶融させ、こ
の溶融ワックスを多孔質樹脂層を介して蒸発させること
によって、前記素子と多孔質樹脂層の間に空間（中空
部）を形成している。このため、前記素子を被覆する樹
脂層は多孔質であることが必須であり、よって外装樹脂
層も必須である。それは、外装樹脂層がなければ当該半
導体装置の「耐湿性」が劣化するからである。In the method disclosed in JP-A-64-71138, after a molten wax is applied and cooled to form a layer, a porous resin layer is coated thereon. Thereafter, the wax layer is melted by reheating under reduced pressure, and the molten wax is evaporated through the porous resin layer to form a space (hollow portion) between the element and the porous resin layer. ing. For this reason, it is essential that the resin layer covering the element is porous, and thus the exterior resin layer is also essential. This is because the "moisture resistance" of the semiconductor device is deteriorated without the exterior resin layer.
【００２７】このように、特開昭６４−７１１３８号公
報に開示された方法では、ワックス層の他に多孔質樹脂
層と外装樹脂層とを積層する必要があり、樹脂外装体の
構造が複雑になるという問題点がある。As described above, in the method disclosed in JP-A-64-71138, it is necessary to laminate a porous resin layer and an exterior resin layer in addition to the wax layer, and the structure of the resin exterior body is complicated. There is a problem that becomes.
【００２８】特開平６−２８３６１９号公報に開示され
た方法では、弾性表面波素子の部分に中空形成用物質を
塗布してから、基板表面を多孔質の弾性表面波吸収材で
被覆し、その後、前記中空形成用物質を加熱して気化さ
せることにより、樹脂外装体の内部に中空を形成する。
このため、加熱により容易に気化するように、前記中空
形成用物質としては、天井温度や分解温度の低い物質を
使用することが必要である。その結果、樹脂外装体を形
成するために使用できる物質が限定されてしまう、とい
う問題点がある。In the method disclosed in JP-A-6-283619, a material for forming a hollow is applied to the surface acoustic wave element, and then the surface of the substrate is coated with a porous surface acoustic wave absorbing material. By heating and vaporizing the hollow forming material, a hollow is formed inside the resin exterior body.
For this reason, it is necessary to use a substance having a low ceiling temperature or a low decomposition temperature as the hollow forming substance so that the substance is easily vaporized by heating. As a result, there is a problem that substances that can be used to form the resin outer package are limited.
【００２９】そこで、この発明の目的は、樹脂外装体の
構造を複雑化することなく、搭載する半導体素子の高周
波特性の劣化を防止できる樹脂外装型半導体装置の製造
方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a resin-packaged semiconductor device capable of preventing deterioration of high-frequency characteristics of a mounted semiconductor element without complicating the structure of the resin package.
【００３０】この発明の他の目的は、外装用樹脂とし
て、必要に応じて適当な特性を持つものを比較的広範囲
から選択できる樹脂外装型半導体装置の製造方法を提供
することにある。Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a resin-packaged semiconductor device in which a resin having appropriate characteristics can be selected from a relatively wide range as necessary.
【００３１】この発明のさらに他の目的は、小型化が進
んでも、高周波特性に優れ且つ信頼性の高い半導体装置
を製造できる樹脂外装型半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a resin package, which can manufacture a semiconductor device having excellent high-frequency characteristics and high reliability even if the size is reduced.
【００３２】[0032]
【課題を解決するための手段】（１） この発明の樹脂
外装型半導体装置の製造方法は、半導体素子チップを外
装する樹脂外装体の内側において前記半導体素子チップ
の接合用電極部の近傍に中空部を備えてなる樹脂外装型
半導体装置を製造する方法であって、常温で固体のワッ
クスを加熱により溶融してから、前記半導体素子チップ
の電極部の上に塗布し、前記中空部を形成すべき箇所に
ワックス層を形成する第１工程と、溶剤に溶解した熱硬
化型の外装用樹脂で前記ワックス層と前記半導体素子チ
ップとを覆う第２工程と、第１温度で加熱することによ
り、前記外装用樹脂を硬化させて前記樹脂外装体を形成
すると共に、前記ワックス層を溶融させて前記樹脂外装
体の中に浸透させ、もって前記樹脂外装体の内側で前記
ワックス層の大部分を除去することによって前記中空部
を形成する第３工程と、大気中あるいは窒素雰囲気中で
第２温度で加熱することにより、前記中空部に残存する
前記ワックス層の残渣を揮発させて除去する第４工程と
を備えてなることを特徴とする。(1) A method of manufacturing a resin-encased semiconductor device according to the present invention is characterized in that a hollow is formed inside a resin encasement for enclosing a semiconductor element chip near a bonding electrode portion of the semiconductor element chip. A method of manufacturing a resin-encased semiconductor device comprising a portion, wherein a solid wax is melted by heating at room temperature, and then applied on an electrode portion of the semiconductor element chip to form the hollow portion. A first step of forming a wax layer at a desired location, a second step of covering the wax layer and the semiconductor element chip with a thermosetting exterior resin dissolved in a solvent, and heating at a first temperature, While curing the exterior resin to form the resin exterior body, the wax layer is melted and penetrated into the resin exterior body, so that most of the wax layer inside the resin exterior body And removing the wax layer residue remaining in the hollow portion by heating at a second temperature in the air or in a nitrogen atmosphere to remove the wax layer. And a fourth step of removing the metal.
【００３３】（２） この発明の樹脂外装型半導体装置
の製造方法では、第３工程において第１温度で加熱する
ことにより前記外装用樹脂を硬化させて前記樹脂外装体
を形成し、それと同時に前記パラフィン・ワックス層を
溶融させて前記樹脂外装体の中に浸透させ、もって前記
樹脂外装体の内側で前記パラフィン・ワックス層の大部
分を除去して中空部を形成する。このため、多孔質樹脂
をさらに覆うような特殊な樹脂を使用する必要がなくな
り、その結果、その多孔質樹脂の上に他の外装用樹脂を
積層する必要がない。よって、前記樹脂外装体の構造を
複雑化することなく、搭載する半導体素子の高周波性能
の劣化を防止できる。(2) In the method of manufacturing a resin-covered semiconductor device according to the present invention, in the third step, the package resin is cured by heating at a first temperature to form the resin package, and at the same time, the resin package is formed. The paraffin / wax layer is melted and permeated into the resin exterior body, and thus, a large part of the paraffin / wax layer is removed inside the resin exterior body to form a hollow portion. Therefore, there is no need to use a special resin that further covers the porous resin, and as a result, there is no need to laminate another exterior resin on the porous resin. Therefore, it is possible to prevent the high-frequency performance of the mounted semiconductor element from deteriorating without complicating the structure of the resin exterior body.
【００３４】（２） また、第３工程において前記外
装用樹脂を加熱・硬化させて樹脂外装体を形成した後、
第４工程において大気中あるいは窒素雰囲気中で再加熱
して前記中空部に残存するワックス層の残渣を揮発させ
て除去するので、前記樹脂外装体に前記中空部を形成す
るために使用するワックスとしては、天井温度の低いも
のを使用する必要はない。よって、前記外装用樹脂とし
て、必要に応じて特性の適正なものを比較的広範囲から
選択できる。(2) In the third step, after the exterior resin is heated and cured to form a resin exterior body,
In the fourth step, since the residue of the wax layer remaining in the hollow portion is volatilized and removed by reheating in the air or in a nitrogen atmosphere, the wax used for forming the hollow portion in the resin exterior body is used as the wax. It is not necessary to use one with a low ceiling temperature. Therefore, as the exterior resin, a resin having appropriate characteristics can be selected from a relatively wide range as needed.
【００３５】さらに、第３工程において前記外装用樹脂
を加熱・硬化させて樹脂外装体を形成した後、第４工程
において大気中あるいは窒素雰囲気中で再加熱して前記
中空部に残存するワックス層の残渣を揮発させて除去す
るので、前記樹脂外装体の内部に前記中空部を形成する
ために使用するワックスの残渣をほぼ完全になくすこと
ができる。このため、前記樹脂外装体の構造を複雑化す
ることなく搭載する半導体素子の高周波性能の劣化を防
止できること、また、その上に形成する前記外装用樹脂
として必要に応じて特性の適正なものを広範囲から選択
できることと相まって、小型化が進んでも高周波特性に
優れ且つ信頼性の高い半導体装置を製造することが可能
となる。Further, in a third step, the exterior resin is heated and cured to form a resin exterior body, and then, in a fourth step, the wax layer remaining in the hollow portion is reheated in the air or in a nitrogen atmosphere. Since the residue is volatilized and removed, the residue of the wax used for forming the hollow portion inside the resin exterior body can be almost completely eliminated. For this reason, it is possible to prevent the deterioration of the high frequency performance of the semiconductor element to be mounted without complicating the structure of the resin exterior body, and to use a resin having proper characteristics as necessary as the exterior resin formed thereon. Coupled with the fact that the semiconductor device can be selected from a wide range, it is possible to manufacture a highly reliable semiconductor device having excellent high-frequency characteristics even if the size is reduced.
【００３６】（３） 前記第３工程で、前記ワックス層
の大部分が除去される理由は、次の通りである。すなわ
ち、前記第３工程では、前記第２工程で使用した前記熱
硬化型外装用樹脂に含まれている溶剤が、加熱により揮
発する。揮発した溶剤は、硬化の途上にあるその外装用
樹脂を通って外部に放出されるため、前記樹脂外装体内
には多数の微小気孔が形成される。前記第３工程におい
て加熱により融解した前記ワックスは、毛細管現象によ
りこれらの微小気孔内に浸透する。換言すれば、前記ワ
ックスは、前記樹脂外装体の微小気孔内に含浸されたよ
うな状態になり、それら微小気孔の大部分を塞いでしま
う。こうして前記ワックス層の大部分が除去される。(3) The reason why most of the wax layer is removed in the third step is as follows. That is, in the third step, the solvent contained in the thermosetting exterior resin used in the second step is volatilized by heating. The volatilized solvent is released to the outside through the exterior resin that is being cured, so that a large number of micropores are formed in the interior of the resin exterior. The wax melted by heating in the third step penetrates into these micropores by capillary action. In other words, the wax is impregnated in the micropores of the resin exterior body, and blocks most of the micropores. Thus, most of the wax layer is removed.
【００３７】しかし、前記第３工程では前記ワックス層
のすべてを除去することはできない。それは、前記半導
体素子チップの接合用電極部の表面には、数ミクロンか
ら数十ミクロン程度の凹凸部が存在しており、それら凹
凸部の凹部や角部に微少のワックスが残渣として残るこ
とは避けられないからである。However, it is not possible to remove all of the wax layer in the third step. That is, on the surface of the bonding electrode portion of the semiconductor element chip, there are irregularities of about several microns to several tens of microns, and fine wax remains as a residue in the concave portions and corners of these irregularities. Because it is inevitable.
【００３８】前記第４工程では、大気中あるいは窒素雰
囲気中で第２温度で加熱することにより前記ワックス層
の残渣を揮発させて除去する。揮発した前記ワックス層
の残渣は、前記ワックスの含浸により塞がれていない前
記樹脂外装体の微小気孔を通って排出される。こうし
て、残渣として残ったワックスをもほぼ完全に除去する
ことができる。In the fourth step, the atmosphere or nitrogen atmosphere is used.
The residue in the wax layer is volatilized and removed by heating at a second temperature in an atmosphere . The volatilized residue of the wax layer is discharged through the micropores of the resin exterior body that are not closed by the impregnation of the wax. Thus, the wax remaining as a residue can be almost completely removed.
【００３９】前記樹脂外装体に形成される前記微小気孔
の大きさは任意であり、特に制限されない。前記ワック
スが、それら微小気孔を通って除去され、且つそれら微
小気孔内に含浸されたような状態になることができれば
よい。The size of the micropores formed in the resin exterior body is arbitrary, and is not particularly limited. It suffices if the wax can be removed through the micropores and be impregnated in the micropores.
【００４０】（４） この発明の樹脂外装型半導体装置
の製造方法の好ましい例では、前記外装用樹脂の溶剤の
含有量が５．０〜１．０ｗｔ％の範囲に設定される。こ
れは、溶剤の量が５．０ｗｔ％より多いと、その溶剤の
急激な揮発により前記樹脂外装体に前記ワックスでは完
全に埋めることができない程度の大きな気孔が形成され
てしまう。このため、当該半導体装置の実装時および使
用環境においてフラックス、水、大気中のイオン性不純
物等の前記中空部への侵入を招き、当該半導体装置の信
頼性を損ねる恐れが高いからである。(4) In a preferred example of the method of manufacturing a resin-coated semiconductor device of the present invention, the content of the solvent in the resin for packaging is set in the range of 5.0 to 1.0 wt%. If the amount of the solvent is more than 5.0% by weight, a large amount of pores that cannot be completely filled with the wax will be formed in the resin exterior body due to rapid volatilization of the solvent. This is because flux, water, ionic impurities in the air, and the like may enter the hollow portion when the semiconductor device is mounted and in a use environment, and the reliability of the semiconductor device is likely to be impaired.
【００４１】溶剤量が１．０ｗｔ％より少ない場合、前
記外装樹脂層に形成される微小気孔が少なくなるため、
溶融した前記ワックス層が前記外装樹脂層の中に浸透で
きず、多量の残渣として残る。このため、前記半導体素
子チップの接合部近傍の凹凸部に残さが残り、当該半導
体素子チップの高周波特性を損ねるからである。When the amount of the solvent is less than 1.0 wt%, the number of micropores formed in the exterior resin layer is reduced.
The melted wax layer cannot penetrate into the exterior resin layer and remains as a large amount of residue. For this reason, a residue is left in the uneven portion near the junction of the semiconductor element chip, which impairs the high-frequency characteristics of the semiconductor element chip.
【００４２】この発明の樹脂外装型半導体装置の製造方
法の他の好ましい例では、前記第１温度が、前記外装用
樹脂が硬化を開始する温度より高く、且つ前記ワックス
層の融点より高い温度に設定される。このような温度で
あれば、この発明の効果が確実に得られるからである。In another preferred embodiment of the method for manufacturing a resin-coated semiconductor device according to the present invention, the first temperature is higher than a temperature at which the external resin starts to cure and higher than a melting point of the wax layer. Is set. At such a temperature, the effects of the present invention can be reliably obtained.
【００４３】この発明の樹脂外装型半導体装置の製造方
法のさらに他の好ましい例では、前記第２温度が、前記
中空部に残存する前記ワックスの９５ｗｔ％以上が揮発
する温度より高く、且つ前記半導体素子チップの特性が
劣化する温度より低く設定される。このような温度であ
れば、この発明の効果が確実に得られるからである。In still another preferred embodiment of the method of manufacturing a resin-encased semiconductor device according to the present invention, the second temperature is higher than a temperature at which 95% by weight or more of the wax remaining in the hollow portion volatilizes, and The temperature is set lower than the temperature at which the characteristics of the element chip deteriorate. At such a temperature, the effects of the present invention can be reliably obtained.
【００４４】９５ｗｔ％以上としたのは、前記中空部に
残存する前記ワックスの少なくとも９５ｗｔ％が揮発す
れば、前記ワックス層を支障が生じない程度にまでほぼ
完全に除去できるからである。The reason why the content is 95 wt% or more is that if at least 95 wt% of the wax remaining in the hollow portion is volatilized, the wax layer can be almost completely removed to the extent that no trouble occurs.
【００４５】前記ワックスの９５ｗｔ％以上が揮発する
温度は、前記ワックスを単体で大気中あるいは窒素雰囲
気中に置いて測定する。The temperature at which 95% by weight or more of the wax is volatilized is measured by placing the wax alone in the air or in a nitrogen atmosphere.
【００４６】この発明の樹脂外装型半導体装置の製造方
法のさらに他の好ましい例では、前記半導体装置が、ダ
イ・パッドとリード・フィンガーを保持した樹脂製の保
持部材を備えており、前記第１工程の前に、前記半導体
素子チップは前記ダイ・パッドに固着されると共に前記
リード・フィンガーと電気的に接続されており、前記外
装用樹脂は前記第２工程で前記半導体素子チップを覆う
ように前記保持部材に固着される。この場合、いわゆる
プラスチック・パッケージを持つ半導体装置に適用でき
る利点がある。In still another preferred embodiment of the method of manufacturing a resin-encased semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device includes a resin holding member for holding a die pad and a lead finger. Before the step, the semiconductor element chip is fixed to the die pad and electrically connected to the lead finger, and the exterior resin covers the semiconductor element chip in the second step. It is fixed to the holding member. In this case, there is an advantage that it can be applied to a semiconductor device having a so-called plastic package.
【００４７】この発明の樹脂外装型半導体装置の製造方
法のさらに他の好ましい例では、前記半導体装置が、表
面に導体パターンが形成された基板を備えており、前記
第１工程の前に前記半導体素子チップは前記基板の上に
固着され、前記外装用樹脂は前記第２工程で前記半導体
素子チップを覆うように前記基板の上に形成される。こ
の場合、いわゆるハイブリッド集積回路（ＩＣ、integr
ated circuit）に適用できる利点がある。In still another preferred embodiment of the method of manufacturing a resin-encased semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device includes a substrate having a conductor pattern formed on a surface thereof, and the semiconductor device is provided before the first step. The element chip is fixed on the substrate, and the exterior resin is formed on the substrate so as to cover the semiconductor element chip in the second step. In this case, a so-called hybrid integrated circuit (IC, integer
ated circuit).
【００４８】この発明の樹脂外装型半導体装置の製造方
法のさらに他の好ましい例では、前記ワックスとして、
パラフィン・ワックスが使用される。パラフィン・ワッ
クスは、この発明に最適の融解特性および揮発特性を持
っているからである。In still another preferred embodiment of the method for manufacturing a resin-coated semiconductor device of the present invention, the wax is
Paraffin wax is used. This is because paraffin wax has optimal melting and volatilization properties for the present invention.
【００４９】この発明の樹脂外装型半導体装置の製造方
法のさらに他の好ましい例では、前記第１温度および前
記第２温度の少なくとも一方が、前記ワックスの平均分
子量を変えることにより調整される。この場合、前記ワ
ックスの融解特性および揮発特性をその平均分子量を変
えることにより調整できるので、前記ワックスの融解特
性および揮発特性の設定が容易に実現できる利点があ
る。In still another preferred embodiment of the method of manufacturing a resin-coated semiconductor device according to the present invention, at least one of the first temperature and the second temperature is adjusted by changing the average molecular weight of the wax. In this case, since the melting and volatilization characteristics of the wax can be adjusted by changing the average molecular weight, there is an advantage that the melting and volatilization characteristics of the wax can be easily set.
【００５０】（５） 前記第２温度は、前記外装樹脂層
あるいは保持部材の熱分解温度（例えば、熱硬化型エポ
キシ樹脂の場合は約３８０℃）や搭載する半導体素子チ
ップ自体の特性劣化温度（ＧａＡｓ系の素子の場合は約
３８０℃、Ｓｉ系の素子の場含は約４５０℃）を越えな
いことが好ましい。(5) The second temperature is a thermal decomposition temperature of the exterior resin layer or the holding member (for example, about 380 ° C. in the case of a thermosetting epoxy resin) or a characteristic deterioration temperature of a semiconductor chip mounted thereon ( It is preferable that the temperature does not exceed about 380 ° C. for a GaAs element and about 450 ° C. for a Si element.
【００５１】前記第２温度が前記熱分解温度を越える
と、前記外装樹脂層あるいは前記保持部材が熱分解し、
分解生成物が半導体素子チップの表面に付着して当該半
導体装置の特性を損ねたり、その保持部材の保持強度を
低下させたりする原因となるからである。また、前記第
２温度が前記特性劣化温度を越えると、半導体素子自体
の特性が劣化により当該半導体装置の特性が劣化するか
らである。When the second temperature exceeds the thermal decomposition temperature, the exterior resin layer or the holding member thermally decomposes,
This is because the decomposition product adheres to the surface of the semiconductor element chip and impairs the characteristics of the semiconductor device or lowers the holding strength of the holding member. Further, when the second temperature exceeds the characteristic deterioration temperature, the characteristics of the semiconductor device deteriorate due to deterioration of the characteristics of the semiconductor element itself.
【００５２】（６） この発明の樹脂外装型半導体装置
の製造方法では、前記半導体素子チップとしては、特に
限定されず任意のものが使用可能である。(6) In the method of manufacturing a resin-coated semiconductor device of the present invention, the semiconductor element chip is not particularly limited, and any semiconductor chip can be used.
【００５３】前記ワックスとしては、パラフィン・ワッ
クスが好ましいが、前記第１〜第４工程の条件を満たし
ていれば、その他の任意のワックスも使用可能である。The wax is preferably paraffin wax, but any other wax can be used as long as the conditions of the first to fourth steps are satisfied.
【００５４】熱硬化型の前記外装用樹脂としては、所望
の特性を有していれば任意のものが使用可能である。前
記外装用樹脂を溶解させる溶剤としては、前記外装用樹
脂を溶解して所望の特性の前記外装用樹脂が生成できれ
ば任意のものが使用可能である。As the thermosetting resin for exterior use, any resin having desired characteristics can be used. As the solvent for dissolving the exterior resin, any solvent can be used as long as the exterior resin having desired characteristics can be formed by dissolving the exterior resin.
【００５５】[0055]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面を参照しながら具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings.
【００５６】（第１実施形態）図１は、この発明の第１
実施形態の樹脂外装型半導体装置の製造方法により製造
された半導体装置を示す。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 shows a semiconductor device manufactured by a method for manufacturing a resin-coated semiconductor device of an embodiment.
【００５７】図１に示すように、この樹脂外装型の半導
体装置１は、熱硬化型エポキシ樹脂よりなる保持部材２
を備えている。この保持部材２は、上面が窪んだ略円柱
形をなしており、Ｃｕ系合金製のダイ・パッド（ラン
ド）３と、それと同一のＣｕ系合金製の４本のリード・
フィンガー４とを所定の位置関係を保ちながら保持して
いる。保持部材２を形成するための熱硬化型エポキシ樹
脂には、ダイ・パッド３およびリード・フィンガー４と
熱膨張係数を整合させるため、適量のシリカ等の粉末が
添加されている。As shown in FIG. 1, this resin-encased semiconductor device 1 has a holding member 2 made of a thermosetting epoxy resin.
It has. The holding member 2 has a substantially cylindrical shape having a concave upper surface, and includes a die pad (land) 3 made of a Cu-based alloy and four leads / leads made of the same Cu-based alloy.
The finger 4 is held while maintaining a predetermined positional relationship. An appropriate amount of powder such as silica is added to the thermosetting epoxy resin for forming the holding member 2 in order to match the thermal expansion coefficient with the die pad 3 and the lead finger 4.
【００５８】マイクロ波用半導体素子チップ５は、適当
な接着剤（例えば、Ａｕ／Ｓｎ合金やＡｇペースト）に
よりダイ・パッド３の表面に固着されている。その半導
体素子チップ５の表面に形成された複数の接合用電極
（図示せず）は、Ａｕ製のボンディング・ワイヤ６によ
り対応するリード・フィンガー４の内端にそれぞれ電気
的に接続されている。The semiconductor chip 5 for microwaves is fixed to the surface of the die pad 3 with an appropriate adhesive (for example, Au / Sn alloy or Ag paste). The plurality of bonding electrodes (not shown) formed on the surface of the semiconductor element chip 5 are electrically connected to the inner ends of the corresponding lead fingers 4 by Au bonding wires 6.
【００５９】保持部材２の上面は、熱硬化型エポキシ樹
脂製の外装体７によって覆われている。この外装体７に
より、半導体素子チップ５とボンディング・ワイヤ６は
封止されている。この外装体７の下部は、保持部材２の
上面の円形に整合する円形であり、またその上部は上方
に突出した球面状である。外装体７を形成するための熱
硬化型エポキシ樹脂にも、ダイ・パッド３およびリード
・フィンガー４と熱膨張係数を整合させるため、適量の
シリカ等の粉末が添加されている。The upper surface of the holding member 2 is covered with an exterior body 7 made of a thermosetting epoxy resin. The semiconductor element chip 5 and the bonding wires 6 are sealed by the outer package 7. The lower portion of the exterior body 7 has a circular shape matching the circular shape of the upper surface of the holding member 2, and the upper portion has a spherical shape projecting upward. The thermosetting epoxy resin for forming the exterior body 7 is also added with an appropriate amount of powder of silica or the like in order to match the thermal expansion coefficient with the die pad 3 and the lead finger 4.
【００６０】外装体７の内側には、図１（ｂ）に示すよ
うに、半導体素子チップ５の接合用電極の近傍において
中空部８が形成されている。この中空部８の平面形状
は、半導体素子チップ５の矩形の平面形状に対応して略
矩形になっている。この中空部８は、半導体素子チップ
５の表面に形成されたパラフィン・ワックス層（図示せ
ず）を、外装体７の形成後に除去して形成したものであ
る。As shown in FIG. 1B, a hollow portion 8 is formed inside the exterior body 7 near the joining electrode of the semiconductor element chip 5. The planar shape of the hollow portion 8 is substantially rectangular corresponding to the rectangular planar shape of the semiconductor element chip 5. The hollow portion 8 is formed by removing a paraffin wax layer (not shown) formed on the surface of the semiconductor element chip 5 after forming the outer package 7.
【００６１】２本のリード・フィンガー４は、保持部材
２の一つの直径に沿って配置され、他の２本のリード・
フィンガー４は前記直径と直交する他の直径に沿って配
置されている。各リード・フィンガー４の内側の略半分
は、保持部材２の内部にあってインナー・リードを形成
する。各リード・フィンガー４の外側の略半分は、保持
部材２の外部に突出してアウター・リードを形成する。The two lead fingers 4 are arranged along one diameter of the holding member 2 and the other two lead fingers 4.
Fingers 4 are arranged along another diameter orthogonal to said diameter. A substantially half of the inside of each lead finger 4 is inside the holding member 2 and forms an inner lead. The outer half of each lead finger 4 projects outside the holding member 2 to form an outer lead.
【００６２】複数のリード・フィンガー４の保持部材２
より突出した部分、すなわちアウター・リードは、端部
４ａにおいてリード・フレーム（図示せず）から切断・
分離され、屈曲部４ｂ、４ｃにおいて図１に示す形状に
屈曲されている。A holding member 2 for a plurality of lead fingers 4
The more protruding part, ie, the outer lead, is cut off from the lead frame (not shown) at the end 4a.
It is separated and bent at the bent portions 4b and 4c into the shape shown in FIG.
【００６３】ダイ・パッド３とリード・フィンガー４の
表面には、Ａｕ、Ａｇなどのメッキ（図示せず）が施さ
れている。これは、半導体素子チップ５のダイ・パッド
３の表面への固着を容易にするためであり、ボンディン
グ・ワイヤ６の接合性を良好にするためであり、さらに
当該半導体装置１を回路基板（図示せず）上に実装する
際に半田の濡れ性を良好にするためである。The surfaces of the die pad 3 and the lead finger 4 are plated with Au, Ag or the like (not shown). This is to facilitate the fixation of the semiconductor element chip 5 to the surface of the die pad 3 and to improve the bondability of the bonding wires 6. This is for improving the wettability of the solder when mounting on the substrate.
【００６４】次に、以上の構成を持つ第１実施形態の半
導体装置１の製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device 1 of the first embodiment having the above configuration will be described.
【００６５】まず、公知の射出成形法などにより、リー
ド・フレームの所定箇所に熱硬化型のエポキシ樹脂を略
円柱形に成形し、そのリード・フレームのダイ・パッド
３とリード・フィンガー４を図１のように保持する保持
部材２を形成する。この時の状態を図２（ａ）に示す。First, a thermosetting epoxy resin is molded into a substantially cylindrical shape at a predetermined portion of a lead frame by a known injection molding method or the like, and the die pad 3 and the lead finger 4 of the lead frame are illustrated. A holding member 2 for holding as in 1 is formed. The state at this time is shown in FIG.
【００６６】保持部材２形成用の熱硬化型エポキシ樹脂
としては、流動状態の熱硬化型エポキシ樹脂が使用され
る。流動状態の熱硬化型エポキシ樹脂は、加熱した成型
用金型の内部に注入され、金型の持つ熱により硬化せし
められる。このエポキシ樹脂には、ダイ・パッド３およ
びリード・フィンガー４との線膨張係数の整合のために
シリカ等の粉末が添加されている。As the thermosetting epoxy resin for forming the holding member 2, a fluidized thermosetting epoxy resin is used. The thermosetting epoxy resin in a flowing state is injected into a heated molding die, and is cured by the heat of the die. Powder such as silica is added to the epoxy resin to match the coefficient of linear expansion with the die pad 3 and the lead finger 4.
【００６７】次に、リード・フレームから分離しない
で、図２（ｂ）に示すように、所定の接着剤を用いて半
導体素子チップ５をダイ・パッド３上に固着する。そし
て、図２（ｃ）に示すように、半導体素子チップ５の電
極とリード・フィンガー４の内端とにボンディング・ワ
イヤ６をボンディングして、半導体素子チップ５の電極
と対応するリード・フィンガー４とを電気的に接続す
る。こうして、半導体装置１のサブアセンブリが形成さ
れる。Next, without separating from the lead frame, as shown in FIG. 2B, the semiconductor element chip 5 is fixed on the die pad 3 using a predetermined adhesive. Then, as shown in FIG. 2C, bonding wires 6 are bonded to the electrodes of the semiconductor element chip 5 and the inner ends of the lead fingers 4, and the lead fingers 4 corresponding to the electrodes of the semiconductor element chip 5 are formed. And are electrically connected. Thus, a subassembly of the semiconductor device 1 is formed.
【００６８】以上の工程は、図７に示した従来の方法と
同じである。The above steps are the same as the conventional method shown in FIG.
【００６９】続いて、図３（ａ）に示すように、ダイ・
パッド３上に固着された半導体素子チップ５の上面のみ
にパラフィン・ワックス層１１を形成する。このパラフ
ィン・ワックス層１１の形状および大きさは、外装体７
の内部に形成される中空部８の形状および大きさにほぼ
等しくする。パラフィン・ワックス層１１は、常温（１
５℃）で固体であるパラフィン・ワックスをその融点よ
り少し高い温度（好ましくは、融点より約１０〜３０℃
だけ高い温度）に加熱し、溶融させてから半導体素子チ
ップ５の上面に層状に塗布される（第１加熱工程）。層
状に塗布されたパラフィン・ワックスは自然冷却により
硬化し、パラフィン・ワックス層１１となる。Subsequently, as shown in FIG.
The paraffin wax layer 11 is formed only on the upper surface of the semiconductor element chip 5 fixed on the pad 3. The shape and size of this paraffin wax layer 11
Is substantially equal to the shape and size of the hollow portion 8 formed inside. The paraffin wax layer 11 is at room temperature (1
At a temperature slightly above its melting point (preferably about 10-30 ° C. above the melting point).
(A high temperature only), melted, and applied in a layer on the upper surface of the semiconductor element chip 5 (first heating step). The paraffin wax applied in a layered form is hardened by natural cooling to form a paraffin wax layer 11.
【００７０】その後、常温で液体状の熱硬化型エポキシ
樹脂を用いて、保持部材２の上面に外装体７を形成す
る。この時、所定量の液体状の熱硬化型エポキシ樹脂
が、滴下あるいはスクリーン印刷などにより保持部材２
の上面を覆うように載せられる。この時の状態を図３
（ｂ）に示す。半導体素子チップ５とボンディング・ワ
イヤ６は、この熱硬化型エポキシ樹脂により覆われる。Thereafter, the outer package 7 is formed on the upper surface of the holding member 2 using a thermosetting epoxy resin which is liquid at normal temperature. At this time, a predetermined amount of a liquid thermosetting epoxy resin is dropped or screen-printed on the holding member 2.
Is mounted so as to cover the upper surface of the. The state at this time is shown in FIG.
(B). The semiconductor element chip 5 and the bonding wires 6 are covered with the thermosetting epoxy resin.
【００７１】外装体７形成用の常温で液体状の熱硬化型
エポキシ樹脂は、熱硬化型エポキシ樹脂をメチルエチル
ケトン等の溶剤に溶かして生成される。この液体状エポ
キシ樹脂には、保持部材２との線膨張係数の整合のため
にシリカ等の粉末が添加されている。The thermosetting epoxy resin which is liquid at room temperature for forming the outer package 7 is produced by dissolving the thermosetting epoxy resin in a solvent such as methyl ethyl ketone. Powder such as silica is added to the liquid epoxy resin in order to match the coefficient of linear expansion with the holding member 2.
【００７２】続いて、半導体装置１のサブアセンブリ
は、保持部材２の上面に載せられた熱硬化型エポキシ樹
脂の硬化開始温度に等しいかそれより高く、且つパラフ
ィン・ワックス層１１の融点よりも高い温度、例えば１
５０℃に加熱される（第２加熱工程）。熱硬化型エポキ
シ樹脂の場合、一般に１１０〜２００℃の温度で硬化す
るからである。Subsequently, the subassembly of the semiconductor device 1 is equal to or higher than the curing start temperature of the thermosetting epoxy resin placed on the upper surface of the holding member 2 and higher than the melting point of the paraffin wax layer 11. Temperature, eg 1
Heated to 50 ° C. (second heating step). This is because a thermosetting epoxy resin is generally cured at a temperature of 110 to 200 ° C.
【００７３】この加熱工程で、保持部材２の上面に載せ
られた熱硬化型エポキシ樹脂は硬化せしめられ、図１に
示す形状の外装体７となる。また、それと同時に、パラ
フィン・ワックス層１１を形成するパラフィン・ワック
スが溶融状態となり、樹脂外装体７の内部の微小な気孔
に毛細管現象で浸透する。換言すれば、パラフィン・ワ
ックスを外装体７の内部に含浸したような状態になる。
その結果、この加熱工程で、パラフィン・ワックス層１
１のほとんどが消滅し、また樹脂外装体７の微小な気孔
のほとんどがこのパラフィン・ワックスで塞がれる。In this heating step, the thermosetting epoxy resin placed on the upper surface of the holding member 2 is cured to form the exterior body 7 having the shape shown in FIG. At the same time, the paraffin wax forming the paraffin wax layer 11 is in a molten state, and penetrates into minute pores inside the resin exterior body 7 by a capillary phenomenon. In other words, the state is such that the interior of the exterior body 7 is impregnated with paraffin wax.
As a result, in this heating step, the paraffin wax layer 1
Most of the particles 1 disappear, and most of the minute pores of the resin outer package 7 are closed with the paraffin wax.
【００７４】この加熱工程では、パラフィン・ワックス
層１１のすべてを消滅させることはできず、パラフィン
・ワックス層１１の一部は半導体素子チップ５の表面の
電極部に存在する微細な凹部や外装体７の内面などに、
残渣として付着する。In this heating step, not all of the paraffin wax layer 11 can be eliminated, and a part of the paraffin wax layer 11 may be formed in a minute concave portion or an outer package existing in the electrode portion on the surface of the semiconductor chip 5. On the inside of 7, etc.
Attaches as residue.
【００７５】その後、半導体装置１のサブアセンブリ
は、パラフィン・ワックス層１１を形成するパラフィン
・ワックスが揮発する温度、例えば２５０℃に再度、加
熱される。この工程により、半導体素子チップ５の表面
の電極部などに残っていたパラフィン・ワックスの残渣
がほぼ完全に除去され、図３（ｃ）に示すように、外装
体７の内部にパラフィン・ワックス層１１の形状と大き
さとほぼ同じ中空部８が形成される。Thereafter, the subassembly of the semiconductor device 1 is heated again to a temperature at which the paraffin wax forming the paraffin wax layer 11 volatilizes, for example, 250 ° C. By this step, the residue of the paraffin wax remaining on the electrode portion on the surface of the semiconductor element chip 5 is almost completely removed, and as shown in FIG. A hollow portion 8 having substantially the same shape and size as 11 is formed.
【００７６】パラフィン・ワックスの残渣の蒸気は、塞
がれずに残っていた外装体７の微小気孔を通って中空部
８の外に放出される。また、塞がれずに残っていた外装
体７の微小気孔は、パラフィン・ワックスによって塞が
れる。The residual vapor of the paraffin wax is discharged to the outside of the hollow portion 8 through the small pores of the outer package 7 remaining without being blocked. Further, the micropores of the exterior body 7 remaining without being closed are closed by the paraffin wax.
【００７７】最後に、公知の方法に従って、プレス機に
よりダイ・パッド３とリード・フィンガー４をリード・
フレームから切断し、さらにリード・フィンガー４のア
ウター・リード部分を図１のような形状に屈曲する。こ
うして、図１に示すような樹脂外装型の半導体装置１が
完成する。Finally, according to a known method, the die pad 3 and the lead finger 4 are connected by a press machine.
After cutting from the frame, the outer lead portion of the lead finger 4 is bent into a shape as shown in FIG. Thus, the resin-encased semiconductor device 1 as shown in FIG. 1 is completed.
【００７８】熱硬化性エポキシ樹脂としては、例えば、
住友べ一クライト株式会社製のスミライトレジンＰＲ−
５３３６５（商品名）などが好適に使用できる。As the thermosetting epoxy resin, for example,
Sumitomo Belite Co., Ltd. Sumilite Resin PR-
53365 (trade name) can be preferably used.
【００７９】なお、外装樹脂７のメチルエチルケトン等
の溶剤量は、１５０℃の高温槽にて硬化させる場合、常
温放置あるいは低温乾燥の処理を施して５．０〜１．０
ｗｔ％となった段階で硬化させることが好ましい。これ
は、溶剤量が５．０ｗｔ％より多いと、メチルエチルケ
トンの急激な揮発により外装樹脂７に大きな孔が形成さ
れ、パラフィンワックスで完全な穴埋めができず、完成
した半導体装置の実装および使用される環境下において
フラックス・水・大気中のイオン性不純物等の侵入を招
き、半導体装置の信頼性を損ねる原因となる。When the amount of the solvent such as methyl ethyl ketone of the exterior resin 7 is set in a high-temperature bath at 150 ° C., it is allowed to stand at room temperature or dry at a low temperature to obtain 5.0 to 1.0.
It is preferable to cure at the stage when the content becomes wt%. When the amount of the solvent is more than 5.0 wt%, large holes are formed in the exterior resin 7 due to rapid volatilization of methyl ethyl ketone, and complete filling with paraffin wax cannot be performed, so that the completed semiconductor device is mounted and used. In the environment, flux, water, ionic impurities in the atmosphere, and the like may enter and cause the reliability of the semiconductor device to be impaired.
【００８０】また、メチルエチルケトン等の溶剤量が
１．０ｗｔ％より少ない場合、外装樹脂７の内部に形成
される微小気孔が少なくなり、半導体素子チップ４の上
面のパラフィンワックス層１１が外装樹脂７中に浸透で
きず、多量の残渣として残る。このため、揮発処理によ
り揮発除去しきれず半導体素子の接合部近傍の凹凸部に
残さが残り半導体装置の特性を損ねる。When the amount of the solvent such as methyl ethyl ketone is less than 1.0 wt%, the number of micropores formed in the exterior resin 7 is reduced, and the paraffin wax layer 11 on the upper surface of the semiconductor element chip 4 And it remains as a large amount of residue. For this reason, volatilization cannot be completely removed by volatilization, and residues remain on the uneven portions near the junction of the semiconductor element, thereby deteriorating the characteristics of the semiconductor device.
【００８１】また、パラフィン・ワックスとしては、約
９５ｗｔ％以上揮発する温度が外装樹脂７あるいは保持
部材２の熱分解温度（エポキシ樹脂の場合、約３８０
℃）や搭載する半導体素子チップ５自体の特性劣化温度
（ＧａＡｓ化合物系の素子の場合は約３８０℃、Ｓｉ系
の素子の場含は約４５０℃）を越えないことが好まし
い。外装樹脂７あるいは保持部材２の熱分解温度を越え
た温度で揮発処理すると、樹脂外装体７あるいは保持部
材２が熱分解し、それによる生成される分解生成物が半
導体素子チップ５の表面に付着する。その分解生成物
は、当該半導体装置１の高周波特性を損ねたり、保持部
材２の保持強度を低下させたり、といった不具合の原因
となる。他方、半導体素子チップ５自体の特性劣化温度
を越える温度で揮発処理した場合は、半導体素子チップ
５の劣化により当該半導体装置１の動作特性が劣化する
ことは言うまでもない。The temperature at which the paraffin wax volatilizes by about 95 wt% or more is determined by the thermal decomposition temperature of the exterior resin 7 or the holding member 2 (about 380 in the case of epoxy resin).
° C) or the characteristic deterioration temperature of the semiconductor element chip 5 to be mounted itself (about 380 ° C for a GaAs compound element, about 450 ° C for a Si element). When volatilization is performed at a temperature exceeding the thermal decomposition temperature of the exterior resin 7 or the holding member 2, the resin exterior body 7 or the holding member 2 is thermally decomposed, and decomposition products generated thereby adhere to the surface of the semiconductor element chip 5. I do. The decomposition products cause problems such as impairing the high-frequency characteristics of the semiconductor device 1 and decreasing the holding strength of the holding member 2. On the other hand, when the volatilization process is performed at a temperature exceeding the characteristic deterioration temperature of the semiconductor element chip 5 itself, it goes without saying that the operating characteristics of the semiconductor device 1 are deteriorated due to the deterioration of the semiconductor element chip 5.
【００８２】この発明の第１実施形態の樹脂外装型半導
体装置の製造方法では、第３工程において第１温度で加
熱することにより前記外装用樹脂を硬化させて前記樹脂
外装体を形成し、それと同時に前記パラフィン・ワック
ス層を溶融させて前記樹脂外装体の中に浸透させ、もっ
て前記樹脂外装体の内側で前記パラフィン・ワックス層
の大部分を除去して中空部を形成する。このため、多孔
質樹脂をさらに覆うような特殊な樹脂を使用する必要が
なくなり、その結果、その多孔質樹脂の上に他の外装用
樹脂を積層する必要がない。よって、前記樹脂外装体の
構造を複雑化することなく、搭載する半導体素子の高周
波性能の劣化を防止できる。In the method for manufacturing a resin-covered semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, the resin for covering is cured by heating at a first temperature in a third step to form the resin-covered body. At the same time, the paraffin / wax layer is melted and permeated into the resin exterior body, and thereby, the majority of the paraffin / wax layer is removed inside the resin exterior body to form a hollow portion. Therefore, there is no need to use a special resin that further covers the porous resin, and as a result, there is no need to laminate another exterior resin on the porous resin. Therefore, it is possible to prevent the high-frequency performance of the mounted semiconductor element from deteriorating without complicating the structure of the resin exterior body.
【００８３】また、第１加熱工程において外装用の熱硬
化性エポキシ樹脂を加熱・硬化させて樹脂外装体７を形
成した後、第２加熱工程において再加熱して中空部８に
残存するワックス層１１の残渣を揮発させて除去するの
で、樹脂外装体７に中空部８を形成するために使用する
ワックスとしては、天井温度の低いものを使用する必要
はない。よって、外装用樹脂として、必要に応じて特性
の適正なものを比較的広範囲から選択できる。Further, in a first heating step, a thermosetting epoxy resin for exterior is heated and cured to form a resin exterior body 7, and then, in a second heating step, reheated to form a wax layer remaining in the hollow portion 8. Since the residue 11 is volatilized and removed, it is not necessary to use a wax having a low ceiling temperature as the wax used to form the hollow portion 8 in the resin exterior body 7. Therefore, as the exterior resin, a resin having appropriate characteristics can be selected from a relatively wide range as needed.
【００８４】さらに、第１加熱工程において外装用樹脂
を加熱・硬化させて樹脂外装体７を形成した後、第２加
熱工程において再加熱して中空部８に残存するワックス
層１１の残渣を揮発させて除去するので、樹脂外装体７
の内部に中空部８を形成するために使用するワックスの
残渣をほぼ完全になくすことができる。このため、樹脂
外装体７の構造を複雑化することなく搭載する半導体素
子の高周波性能の劣化を防止できること、また、その上
に形成する外装用樹脂として必要に応じて特性の適正な
ものを広範囲から選択できることと相まって、小型化が
進んでも高周波特性に優れ且つ信頼性の高い半導体装置
を製造することが可能となる。Further, after the exterior resin is heated and cured in the first heating step to form the resin exterior body 7, it is reheated in the second heating step to evaporate the residue of the wax layer 11 remaining in the hollow portion 8. So that the resin exterior body 7
The residue of the wax used to form the hollow portion 8 in the inside can be almost completely eliminated. For this reason, it is possible to prevent the deterioration of the high frequency performance of the semiconductor element to be mounted without complicating the structure of the resin outer package 7, and to use a resin having proper characteristics as necessary for the external resin formed thereon. In addition to the above, a semiconductor device having excellent high-frequency characteristics and high reliability can be manufactured even if the size is reduced.
【００８５】第１および第２の加熱工程は、例えば、高
温槽の中に置いてから、あるいはヒータ・ブロック上に
載せてから実行される。The first and second heating steps are performed, for example, after being placed in a high-temperature bath or being placed on a heater block.
【００８６】（確認試験）この発明の第１実施形態の方
法の作用効果を確認するために、以下の条件で試験を行
った。その結果を表２に示す。(Confirmation Test) In order to confirm the operation and effect of the method of the first embodiment of the present invention, a test was performed under the following conditions. Table 2 shows the results.
【００８７】半導体素子チップ５としては、ＧａＡｓ化
合物半導体からなるマイクロ波用電界効果トランジスタ
（以下、ＧａＡｓ−ＦＥＴと記す）を用いた。樹脂外装
構造としては、上記第１実施形態の半導体装置１と、図
７に示した従来の半導体装置１０１と、特公昭４５−２
２３８４号公報に開示された半導体装置に採用されたも
のを使用した。As the semiconductor element chip 5, a microwave field effect transistor (hereinafter, referred to as GaAs-FET) made of a GaAs compound semiconductor was used. As the resin exterior structure, the semiconductor device 1 of the first embodiment, the conventional semiconductor device 101 shown in FIG.
The device employed in the semiconductor device disclosed in Japanese Patent No. 2384 was used.
【００８８】半導体装置の特性試験として、測定周波数
を１２ＧＨｚとした時の雑音指数（noise figure、Ｎ
Ｆ）特性と、雑音指数最小時の付随利得（Ｇａ）を測定
した。また、その信頼性試験として、プレッシャー・ク
ッカー・テスト（pressurecooker test、ＰＣＴ）を行
った。ＰＣＴは、実装用フラックス中に浸漬した後、２
４０℃のＰｂ／Ｓｎ共晶半田の中に５秒間浸漬し、さら
に２．３気圧の雰囲気下で水蒸気中において１００時
間、煮沸した。そして、その前後の特性変動率を調べ
た。As a characteristic test of a semiconductor device, a noise figure (noise figure, N
F) The characteristics and the accompanying gain (Ga) at the minimum noise figure were measured. Further, as a reliability test, a pressure cooker test (PCT) was performed. After immersing the PCT in the mounting flux,
It was immersed in Pb / Sn eutectic solder at 40 ° C. for 5 seconds, and further boiled in steam at 2.3 atm for 100 hours. Then, the characteristic fluctuation rate before and after that was examined.
【００８９】パラフィン・ワックスとしては、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの４種類のパラフィン・ワックスを使用した。そ
の特性は表１に示す通りである。表１において、「揮発
終了温度」とは、パラフィン・ワックスを大気中で単体
で加熱した時にその９５ｗｔ％が揮発する温度を意味す
る。As paraffin wax, A, B,
Four types of paraffin waxes, C and D, were used. Its characteristics are as shown in Table 1. In Table 1, "volatilization end temperature" means a temperature at which 95 wt% of paraffin wax volatilizes when heated alone in the atmosphere.
【００９０】表１に示したように、パラフィン・ワック
スＡは、住友ぺ一クライト株式会社製のスミライトレジ
ンＰＲ−５３１９１Ｄ（商品名）である。その揮発終了
温度は約４４０℃であり、その融点（融解温度）は約１
１３℃である。As shown in Table 1, Paraffin Wax A is Sumilite Resin PR-53191D (trade name) manufactured by Sumitomo One Light Co., Ltd. Its volatilization end temperature is about 440 ° C., and its melting point (melting temperature) is about 1
13 ° C.
【００９１】パラフィン・ワックスＢは、パラフィン・
ワックスＡに対して分子サイズの小さい同一種のパラフ
ィン・ワックスを加えて生成されたものである。こうし
て、揮発終了温度（約４５５℃）をパラフィン・ワック
スＡの揮発終了温度（約４４０℃）とほぼ同じ値に保ち
ながら、融点を約９５℃に下げている。[0091] Paraffin wax B is
It is formed by adding the same kind of paraffin wax having a small molecular size to wax A. Thus, the melting point is lowered to about 95 ° C. while maintaining the volatilization end temperature (about 455 ° C.) at substantially the same value as the paraffin wax A volatilization end temperature (about 440 ° C.).
【００９２】パラフィン・ワックスＣは、パラフィン・
ワックスＡの高分子量成分を減じることにより平均分子
量を低下させたものである。こうして、揮発終了温度お
よび融点をそれぞれ約３６５℃、約７５℃に下げてい
る。[0092] Paraffin wax C is
The average molecular weight is reduced by reducing the high molecular weight component of wax A. Thus, the volatilization termination temperature and the melting point are reduced to about 365 ° C. and about 75 ° C., respectively.
【００９３】パラフィン・ワックスＤは、パラフィン・
ワックスＣの平均分子量を低下させたものである。こう
して、揮発終了温度ならびに融点をさらに約２８５℃、
約５７℃にそれぞれ下げている。The paraffin wax D is
The average molecular weight of wax C was reduced. Thus, the volatilization termination temperature and melting point are further increased to about 285 ° C.
The temperature is lowered to about 57 ° C.
【００９４】平均分子量の調整は、蒸留法や化学合成法
により実現できる。蒸留法では、温度範囲を分けて分留
することにより、分子量の制御が可能となる。例えば、
高温で蒸留すれば高分子量成分が減少し、また、蒸留温
度を下げると平均分子量が減少する。The adjustment of the average molecular weight can be realized by a distillation method or a chemical synthesis method. In the distillation method, the molecular weight can be controlled by performing fractional distillation in different temperature ranges. For example,
Distillation at high temperatures reduces high molecular weight components, and lowering the distillation temperature decreases the average molecular weight.
【００９５】[0095]
【表１】 [Table 1]
【００９６】表２において、評価番号ＶＩ，ＶＩＩ，Ｖ
ＩＩＩ，ＩＸは、図１に示すこの発明の第１実施形態の
方法を適用した場合の評価結果を示す。評価番号Ｉは、
図７に示す従来の外装構造を採用した場合の評価結果を
示す。評価番号ＩＩ、Ｘは、特公昭４５−２２３８４号
公報に開示された外装構造を採用した場合の結果を示
す。評価番号ＩＩＩは、パラフィン・ワックスＡを用
い、搭載する半導体素子チップが劣化しない範囲の高温
（３６５℃）下において、外装用樹脂の硬化後にパラフ
ィン・ワックスの揮発処理を実施した場合の結果を示
す。評価番号ＩＶは、パラフィン・ワックスの揮発終了
温度（４４０℃）で揮発処理をした場合の結果を示す。
評価番号Ｖは、パラフィン・ワックスＢを用いてその揮
発終了温度（４５５℃）で揮発処理をした場合の結果を
示す。In Table 2, evaluation numbers VI, VII, V
III and IX show evaluation results when the method of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is applied. Evaluation number I is
8 shows an evaluation result when the conventional exterior structure shown in FIG. 7 is adopted. Evaluation numbers II and X show the results when the exterior structure disclosed in Japanese Patent Publication No. 45-22384 is adopted. Evaluation No. III shows the result of the case where the paraffin wax was volatilized after the exterior resin was cured at a high temperature (365 ° C.) in a range where the mounted semiconductor element chip did not deteriorate using paraffin wax A. . Evaluation number IV shows the result when the volatilization treatment was performed at the volatilization end temperature (440 ° C.) of the paraffin wax.
Evaluation number V shows the result when the paraffin wax B was subjected to volatilization treatment at the volatilization end temperature (455 ° C.).
【００９７】[0097]
【表２】 [Table 2]
【００９８】表２より理解されるように、評価番号Ｉで
は、雑音指数（ＮＦ）特性が低く、且つ雑音指数最小時
の付随利得（Ｇａ）が高く、優れた高周波特性が得られ
ている。しかしながら、ＰＣＴの結果において、特性変
動が大きく信頼性上の欠点を有している。この原因は、
キャップとリード保持部材の封着が熱硬化型エポキシ樹
脂を用いてその樹脂を加熱・硬化することにより接着さ
れていること、また加熱硬化時の温度の変動による中空
部内の空気（または窒素）の膨張・収縮が封着部に貫通
孔を形成し、この貫通孔を通してＰＣＴに使用された蒸
気等の水分が内部に侵入して溜まるため、特性変動が生
じ易くなることによる。As can be understood from Table 2, in the evaluation number I, the noise figure (NF) characteristic is low, the incidental gain (Ga) at the minimum noise figure is high, and excellent high frequency characteristics are obtained. However, in the result of the PCT, the characteristic fluctuates greatly and has a defect in reliability. This is because
The sealing between the cap and the lead holding member is bonded by heating and curing the resin using a thermosetting epoxy resin, and the air (or nitrogen) in the hollow part due to the temperature fluctuation during the heating and curing. The expansion and contraction form a through-hole in the sealing portion, and moisture such as steam used for the PCT penetrates and accumulates through the through-hole, so that characteristic fluctuations easily occur.
【００９９】半導体装置の小型軽量化により、保持部材
やキャップの肉厚が薄くなる（０．１〜０．３ｍｍ）場
合は、貫通孔のない封着を行っても、キャップ、リード
保持部材ならびに封着用接着材の極微小隙間（欠陥）を
通じて水分等が侵入し、中空部に水溜りが生じ易くなる
欠点を有する。When the thickness of the holding member or the cap is reduced (0.1 to 0.3 mm) due to the reduction in size and weight of the semiconductor device, the cap, the lead holding member, There is a disadvantage that moisture or the like invades through the very small gaps (defects) of the sealing adhesive, and water is easily generated in the hollow portion.
【０１００】評価番号ＩＩ、Ｘでは、外装樹脂を硬化す
る段階でパラフィン・ワックスを溶解して、外装樹脂中
に含侵させているので、ＮＦが高くＧａ特性が低くなっ
ている。これは、評価番号Ｉに比べて高周波特性が悪い
ことを意味する。この原因は、搭載した半導体素子チッ
プの接合部の近傍の表面の凹凸部（特に凹部）にパラフ
ィン・ワックスの残渣が多量に付着していることにある
ことが確認された。よって、パラフィン・ワックスの残
渣の誘電特性が、半導体素子の特性低下を招いた原因で
ある。In the evaluation numbers II and X, paraffin wax was dissolved at the stage of curing the exterior resin and impregnated in the exterior resin, so that the NF was high and the Ga characteristics were low. This means that the high frequency characteristics are worse than the evaluation number I. It has been confirmed that the cause is that a large amount of paraffin / wax residue adheres to the uneven portion (particularly the concave portion) on the surface near the joint of the mounted semiconductor element chip. Therefore, the dielectric characteristics of the paraffin wax residue are the causes of the deterioration of the characteristics of the semiconductor device.
【０１０１】評価番号ＩＶ、Ｖでは、評価番号ＩＩ、Ｘ
と同様に、ＮＦが高くＧａ特性が低くなっている。この
原因は、搭載した半導体素子チップの特性劣化開始温度
である３８０℃を越えた温度（４４０〜４５５℃）での
加熱により、半導体素子自体が破壊されたことによるも
のである。In the evaluation numbers IV and V, the evaluation numbers II and X
Similarly to the above, NF is high and Ga characteristics are low. The reason for this is that the semiconductor element itself was destroyed by heating at a temperature (440 to 455 ° C.) exceeding 380 ° C., which is the characteristic deterioration start temperature of the mounted semiconductor element chip.
【０１０２】評価番号ＩＩＩのパラフィン・ワックスＡ
を用いて、ＧａＡｓ―ＦＥＴの特性劣化が生じない３６
５℃の温度下で揮発処理をした場合は、半導体素子の破
壊は生じないものの当該素子上面の凹凸部に比較的多く
のパラフィン・ワックスが残り、ＮＦおよびＧａの特性
を損ねる。Paraffin wax A of evaluation number III
GaAs-FET characteristics are not deteriorated by using
When the volatilization treatment is performed at a temperature of 5 ° C., although a semiconductor element is not destroyed, a relatively large amount of paraffin wax remains on the uneven portion on the upper surface of the element, impairing the properties of NF and Ga.
【０１０３】これらに対し、本発明の実施例である評価
番号ＶＩ，ＶＩＩ，ＶＩＩＩ，ＩＸでは、揮発終了温度
が搭載する半導体素子チップの破壊開始温度より低いパ
ラフィン・ワックスを用いて、その半導体素子チップの
破壊開始温度より低い温度で揮発処理をしているため、
ＮＦ、Ｇａ共に評価番号Ｉとほぼ同等の特性が得られて
いる。また、何れもＰＣＴ後の特性変動も少なく、良好
な信頼性を有している。これらのＰＣＴ信頼性が向上す
る原因は、パラフィン・ワックス自体が疎水性を有して
いるばかりでなく、パラフィン・ワックスが外装樹脂あ
るいは保持部材形成用の樹脂中の微小気孔部あるいは極
微小隙間による欠陥部に侵入してそれらを塞いだため、
気密性が向上し、外部からの水分等の侵入を防ぐことが
可能だからである。On the other hand, in the evaluation numbers VI, VII, VIII, and IX according to the embodiments of the present invention, the semiconductor device is manufactured using paraffin wax whose volatilization end temperature is lower than the breakdown start temperature of the mounted semiconductor device chip. Because the volatilization process is performed at a temperature lower than the temperature at which the chip breaks,
In both NF and Ga, characteristics almost equivalent to the evaluation number I are obtained. In addition, each of them has little characteristic fluctuation after PCT and has good reliability. The reason why the PCT reliability is improved is that not only the paraffin wax itself has hydrophobicity but also the paraffin wax is caused by minute pores or minute gaps in the exterior resin or the resin for forming the holding member. Because they penetrated the defects and closed them,
This is because the airtightness is improved and it is possible to prevent the invasion of moisture and the like from the outside.
【０１０４】その他、パラフィン・ワックスを加熱・溶
融して塗布し、液状の外装用樹脂を滴下あるいはスクリ
ーン印刷により塗布すると共に、パラフィン・ワックス
を外装用樹脂中に含侵させる工法をとっているので、外
形だけでなく中空部の形状も安定して所望の位置に形成
でき、小型の半導体装置を提供できる。しかも、従来の
半導体装置１０１のようなキャップが不要となり、低コ
ストの半導体装置を提供することが可能となる。In addition, a method is adopted in which paraffin wax is heated and melted and applied, and a liquid exterior resin is applied by dripping or screen printing, and the paraffin wax is impregnated into the exterior resin. In addition, not only the outer shape but also the shape of the hollow portion can be stably formed at a desired position, and a small semiconductor device can be provided. In addition, a cap like the conventional semiconductor device 101 is not required, and a low-cost semiconductor device can be provided.
【０１０５】なお、表２の「−」の記号は、その場合に
は試験を行わなかったことを意味する。The symbol "-" in Table 2 means that no test was performed in that case.
【０１０６】（第２実施形態）図４は、この発明の第２
実施形態の樹脂外装型半導体装置の製造方法により製造
された半導体装置２１を示す。(Second Embodiment) FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a semiconductor device 21 manufactured by a method for manufacturing a resin-coated semiconductor device of an embodiment.
【０１０７】図４において、矩形の基板２２は、ガラス
エポキシなどの樹脂材料あるいはアルミナ等のセラミッ
ク材料から形成されている。基板２２の表面には、所定
回路を形成するように導体パターン２４が形成されてい
る。その導体パターン２４は、基板２２の側面を介して
その裏面まで延在している。基板２２の裏面にある導体
パターン２４は、この半導体装置２１を外部回路に接続
するための端子として機能する。In FIG. 4, the rectangular substrate 22 is formed of a resin material such as glass epoxy or a ceramic material such as alumina. A conductor pattern 24 is formed on the surface of the substrate 22 so as to form a predetermined circuit. The conductor pattern 24 extends to the back surface through the side surface of the substrate 22. The conductor pattern 24 on the back surface of the substrate 22 functions as a terminal for connecting the semiconductor device 21 to an external circuit.
【０１０８】基板２２の表面の導体パターン２４の所定
箇所には、適当な接着剤（例えば、ＡｕＳｎ合金やＡｇ
ペースト）によりマイクロ波用半導体素子チップ５が固
着されている。その半導体素子チップ５の表面に形成さ
れた複数の接合用電極（図示せず）は、ＡｕまたはＡｌ
／Ｓｉ合金製のボンディング・ワイヤ６により、導体パ
ターン２４の対応する箇所にそれぞれ電気的に接続され
ている。At a predetermined position of the conductor pattern 24 on the surface of the substrate 22, an appropriate adhesive (for example, AuSn alloy or Ag
The microwave semiconductor element chip 5 is fixed by a paste. The plurality of bonding electrodes (not shown) formed on the surface of the semiconductor element chip 5 are made of Au or Al.
/ Si alloy bonding wires 6 are electrically connected to corresponding portions of the conductor pattern 24, respectively.
【０１０９】半導体素子チップ５とボンディング・ワイ
ヤ６は、熱硬化型エポキシ樹脂製の外装体７によって覆
われている。この外装体７により、半導体素子チップ５
とボンディング・ワイヤ６は封止されている。この外装
体７の下端は、基板２の表面に接触している。外装体７
の形状は略半球状である。外装体７を形成するための熱
硬化型エポキシ樹脂にも、導体パターン２４と熱膨張係
数を整合させるため、適量のシリカ等の粉末が添加され
ている。The semiconductor element chip 5 and the bonding wires 6 are covered with an outer package 7 made of a thermosetting epoxy resin. The semiconductor element chip 5 is
And the bonding wire 6 are sealed. The lower end of the package 7 is in contact with the surface of the substrate 2. Exterior body 7
Has a substantially hemispherical shape. An appropriate amount of powder of silica or the like is also added to the thermosetting epoxy resin for forming the exterior body 7 in order to match the thermal expansion coefficient with the conductor pattern 24.
【０１１０】外装体７には、図４（ｂ）に示すように、
半導体素子チップ５の接合用電極の近傍において中空部
８が形成されている。この中空部８の形状は、半導体素
子チップ５の矩形の平面形状に対応して、略矩形の板状
になっている。この中空部８は、半導体素子チップ５の
表面に形成されたパラフィン・ワックス層（図示せず）
を、外装体７の形成後に除去して形成したものである。[0110] As shown in FIG.
A hollow portion 8 is formed near the bonding electrode of the semiconductor element chip 5. The shape of the hollow portion 8 is a substantially rectangular plate shape corresponding to the rectangular planar shape of the semiconductor element chip 5. This hollow portion 8 is formed by a paraffin wax layer (not shown) formed on the surface of the semiconductor element chip 5.
Is formed after the exterior body 7 is formed.
【０１１１】ダイ・パッド３とリード・フィンガー４の
表面には、Ａｕ、Ｎｉなどのメッキ（図示せず）が施さ
れている。これは、半導体素子チップ５の導体パターン
２４の表面への固着を容易にするためであり、ボンディ
ング・ワイヤ６の接合性を良好にするためである。The surfaces of the die pad 3 and the lead finger 4 are plated with Au, Ni or the like (not shown). This is to facilitate the fixation of the semiconductor element chip 5 to the surface of the conductor pattern 24 and to improve the bonding property of the bonding wires 6.
【０１１２】導体パターン２４上にはさらに、コンデン
サ、抵抗器などの各種チップ部品３１がＰｂ／Ｓｎ合金
製の半田や、Ａｕ／Ｓｎ合金やＡｇペーストなどの接合
剤３４を用いて固着されている。Further, various chip components 31 such as capacitors and resistors are fixed on the conductor pattern 24 using solder made of Pb / Sn alloy or a bonding agent 34 such as Au / Sn alloy or Ag paste. .
【０１１３】導体パターン２４の表面には、外装体７形
成用の樹脂や接合剤３４の広がりを防止するため、また
ボンディング・ワイヤ６の接合性を良好にするために、
流れ止め３２が形成されている。流れ止め３２により、
外装体７形成用の流動状樹脂が確実に堰き止められるた
め、外装体７の形状が安定するという利点がある。On the surface of the conductor pattern 24, in order to prevent the resin for forming the outer package 7 and the bonding agent 34 from spreading, and to improve the bonding property of the bonding wire 6,
A flow stop 32 is formed. With flow stop 32
Since the fluid resin for forming the exterior body 7 is reliably blocked, there is an advantage that the shape of the exterior body 7 is stabilized.
【０１１４】基板２２には、Ｐｂ／Ｓｎ合金などのろう
材により蓋３３が接合されていて、基板２２の上部空間
３５は蓋３３の本体３３ｃにより封止されている。この
蓋３３は、Ｃｕ系合金、Ｆｅ／Ｎｉ合金などにより下面
を開口した矩形の箱形に形成されている。この蓋３３の
本体部３３ｃの開口部の形状に応じて、固定部材３３
ａ、３３ｂはいずれも基板２２の外周全体を囲む矩形リ
ング状に形成されている。基板２２の側面には、ろう材
により蓋３３の固定部材３３ｂの内側面が固着されてい
る。半導体素子チップ５と、ボンディング・ワイヤ６、
外装体７、チップ部品３１は、蓋３３と基板２２の間の
空間３５内に位置している。A lid 33 is joined to the substrate 22 with a brazing material such as a Pb / Sn alloy, and the upper space 35 of the substrate 22 is sealed by a main body 33c of the lid 33. The lid 33 is formed in a rectangular box shape with a lower surface opened by a Cu-based alloy, an Fe / Ni alloy, or the like. Depending on the shape of the opening of the body 33c of the lid 33, the fixing member 33
Both a and 33b are formed in a rectangular ring shape surrounding the entire outer periphery of the substrate 22. The inner surface of the fixing member 33b of the lid 33 is fixed to the side surface of the substrate 22 with a brazing material. A semiconductor element chip 5, a bonding wire 6,
The package 7 and the chip component 31 are located in a space 35 between the lid 33 and the substrate 22.
【０１１５】蓋３３は、半導体装置２１の使用環境での
外部からの電磁波の侵入や、半導体装置２１の内部で発
生する電磁波による動作特性の変動を防止することを目
的として設けられる。The lid 33 is provided for the purpose of preventing the invasion of electromagnetic waves from the outside in the usage environment of the semiconductor device 21 and the fluctuation of the operation characteristics due to the electromagnetic waves generated inside the semiconductor device 21.
【０１１６】次に、以上の構成を持つ第２実施形態の半
導体装置２１の製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the semiconductor device 21 of the second embodiment having the above configuration will be described.
【０１１７】まず最初に、図５（ａ）に示すような構成
の基板２２を準備する。この基板２２は、導体パターン
２４と、その導体パターン２４上の適宜箇所に形成され
た流れ止め３２と、基板２２の側面に固着された固定部
材３３ｂとを備えている。First, a substrate 22 having a structure as shown in FIG. 5A is prepared. The substrate 22 includes a conductor pattern 24, a flow stopper 32 formed at an appropriate position on the conductor pattern 24, and a fixing member 33 b fixed to a side surface of the substrate 22.
【０１１８】次に、図５（ｂ）に示すように、基板２２
の表面の導体パターン２４上に、半導体素子チップ５と
コンデンサ、抵抗器等の各種チップ部品３１とを、Ｐｂ
／Ｓｎ合金製の半田、Ａｕ／Ｓｎ合金あるいはＡｇぺ一
スト等の接合材料を用いてそれぞれ固着する。その後、
図５（ｃ）に示すように、半導体素子チップ５の表面の
接合用電極と導体パターン２４とをボンディング・ワイ
ヤ６により電気的に接続する。Next, as shown in FIG.
The semiconductor element chip 5 and various chip components 31 such as capacitors and resistors are placed on the conductor pattern 24 on the surface of
/ Sn alloy solder, Au / Sn alloy, or a bonding material such as Ag dust. afterwards,
As shown in FIG. 5C, the bonding electrodes on the surface of the semiconductor element chip 5 and the conductor pattern 24 are electrically connected by the bonding wires 6.
【０１１９】続いて、図５（ｄ）に示すように、導体パ
ターン２４上に固着された半導体素子チップ５の上面の
みにパラフィン・ワックス層１１を形成する。このパラ
フィン・ワックス層１１の形状および大きさは、図３の
外装体７の内部に形成される中空部８の形状および大き
さにほぼ等しくする。パラフィン・ワックス層１１は、
常温（１５℃）で固体であるパラフィン・ワックスをそ
の融点より少し高い温度（好ましくは、融点より約１０
〜３０℃だけ高い温度）に加熱し、溶融させてから半導
体素子チップ５の上面に層状に塗布される。層状に塗布
されたパラフィン・ワックスは自然冷却により硬化し、
パラフィン・ワックス層１１となる。Subsequently, as shown in FIG. 5D, the paraffin wax layer 11 is formed only on the upper surface of the semiconductor element chip 5 fixed on the conductor pattern 24. The shape and size of the paraffin wax layer 11 are substantially equal to the shape and size of the hollow portion 8 formed inside the exterior body 7 of FIG. The paraffin wax layer 11
Paraffin wax which is solid at room temperature (15 ° C.) is heated to a temperature slightly above its melting point (preferably about 10
After heating to about 30 ° C. and melting, the layer is applied on the upper surface of the semiconductor element chip 5 in a layered manner. Paraffin wax applied in layers hardens by natural cooling,
It becomes the paraffin wax layer 11.
【０１２０】その後、常温で液体状の熱硬化型エポキシ
樹脂を用いて、保持部材２の上面に外装体７を形成す
る。この時、所定量の液体状の熱硬化型エポキシ樹脂
が、滴下あるいはスクリーン印刷により導体パターン２
４の上面を覆うように載せられる。この時の状態を図６
（ａ）に示す。Thereafter, the outer package 7 is formed on the upper surface of the holding member 2 using a thermosetting epoxy resin which is liquid at normal temperature. At this time, a predetermined amount of liquid thermosetting epoxy resin is dropped or screen-printed to form the conductor pattern 2.
4 so as to cover the upper surface thereof. The state at this time is shown in FIG.
(A).
【０１２１】外装体７形成用の常温で液体状の熱硬化型
エポキシ樹脂は、熱硬化型エポキシ樹脂をメチルエチル
ケトン等の溶剤に溶かして生成される。この液体状エポ
キシ樹脂には、基板２２との線膨張係数の整合のために
シリカ等の粉末が添加されている。The thermosetting epoxy resin which is liquid at room temperature for forming the outer package 7 is formed by dissolving the thermosetting epoxy resin in a solvent such as methyl ethyl ketone. Powder such as silica is added to the liquid epoxy resin in order to match the coefficient of linear expansion with the substrate 22.
【０１２２】続いて、半導体装置１のサブアセンブリ
は、基板２２の表面に載せられた熱硬化型エポキシ樹脂
の硬化温度に等しいかそれより高く且つパラフィン・ワ
ックス層１１の融点よりも高い温度、例えば１５０℃に
加熱される。この加熱工程で、基板２２の表面に載せら
れた熱硬化型エポキシ樹脂は硬化せしめられ、図４に示
す形状の外装体７となる。また、それと同時に、パラフ
ィン・ワックス層１１を形成するパラフィン・ワックス
が溶融状態となり、外装体７の内部に浸透する。換言す
れば、パラフィン・ワックスを外装体７の内部に含浸し
たような状態になる。その結果、この加熱工程で、パラ
フィン・ワックス層１１のほとんどが消滅する。Subsequently, the sub-assembly of the semiconductor device 1 is heated to a temperature equal to or higher than the curing temperature of the thermosetting epoxy resin placed on the surface of the substrate 22 and higher than the melting point of the paraffin wax layer 11, for example. Heat to 150 ° C. In this heating step, the thermosetting epoxy resin placed on the surface of the substrate 22 is cured to form the exterior body 7 having the shape shown in FIG. At the same time, the paraffin wax forming the paraffin wax layer 11 is in a molten state and permeates into the exterior body 7. In other words, the state is such that the interior of the exterior body 7 is impregnated with paraffin wax. As a result, most of the paraffin wax layer 11 disappears in this heating step.
【０１２３】この加熱工程では、パラフィン・ワックス
層１１のすべてを消滅させることはできず、パラフィン
・ワックス層１１の一部は半導体素子チップ５の表面の
電極部に存在する微細な凹部や外装体７の内面などに、
残渣として付着する。In this heating step, not all of the paraffin wax layer 11 can be eliminated, and a part of the paraffin wax layer 11 may be a small concave portion or an outer package existing in the electrode portion on the surface of the semiconductor chip 5. On the inside of 7, etc.
Attaches as residue.
【０１２４】その後、半導体装置１のサブアセンブリ
は、パラフィン・ワックス層１１を形成するパラフィン
・ワックスが揮発する温度、例えば２５０℃に再度、加
熱される。この工程により、半導体素子チップ５の表面
の電極部などに残っていたパラフィン・ワックスの残渣
がほぼ完全に除去され、図６（ｂ）に示すように、外装
体７の内部にパラフィン・ワックス層１１の形状と大き
さに対応する中空部８が形成される。Thereafter, the subassembly of the semiconductor device 1 is heated again to a temperature at which the paraffin wax forming the paraffin wax layer 11 volatilizes, for example, 250 ° C. By this step, the residue of the paraffin wax remaining on the electrode portion or the like on the surface of the semiconductor element chip 5 is almost completely removed, and as shown in FIG. A hollow portion 8 corresponding to the shape and size of 11 is formed.
【０１２５】最後に、公知の方法に従って、蓋３３の下
端の固定部材３３ａを基板２２の外周に固定された固定
部材３３ｂに固着する。こうして、図４に示すような樹
脂外装型の半導体装置２１が完成する。Finally, the fixing member 33a at the lower end of the lid 33 is fixed to the fixing member 33b fixed to the outer periphery of the substrate 22 according to a known method. Thus, a resin-covered semiconductor device 21 as shown in FIG. 4 is completed.
【０１２６】熱硬化性エポキシ樹脂としては、例えば、
住友べ一クライト株式会社製のスミライトレジンＰＲ−
５３３６５（商品名）などが好適に使用できる。As the thermosetting epoxy resin, for example,
Sumitomo Belite Co., Ltd. Sumilite Resin PR-
53365 (trade name) can be preferably used.
【０１２７】以上述べたように、この発明の第２実施形
態の半導体装置の製造方法では、第１実施形態のそれと
実質的に同じ工程を含んでいるから、第１実施形態のそ
れと同じ効果が得られることが明らかである。As described above, the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention includes substantially the same steps as those of the first embodiment, so that the same effects as those of the first embodiment are obtained. It is clear that it can be obtained.
【０１２８】[0128]
【発明の効果】以上説明した通り、この発明の樹脂外装
形半導体装置の製造方法では、樹脂外装体の構造を複雑
化することなく、搭載する半導体素子の高周波性能の劣
化を防止できる。また、外装用樹脂として、必要に応じ
て適当な特性を持つものを比較的広範囲から選択でき
る。さらに、小型化が進んでも高周波特性に優れ且つ信
頼性の高い半導体装置を製造できる。As described above, according to the method of manufacturing a resin-covered semiconductor device of the present invention, it is possible to prevent deterioration of high-frequency performance of a semiconductor element to be mounted without complicating the structure of the resin-covered body. Further, as the exterior resin, a resin having appropriate characteristics can be selected from a relatively wide range as needed. Further, a semiconductor device having excellent high-frequency characteristics and high reliability can be manufactured even if the size is reduced.
【図１】（ａ）は、この発明の第１実施形態の樹脂外装
型半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の
平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線に沿った部分断面図であ
る。FIG. 1A is a plan view of a semiconductor device manufactured by a method of manufacturing a resin-encased semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a partial cross-sectional view taken along line AA of FIG. It is.
【図２】この発明の第１実施形態の樹脂外装型半導体装
置の製造方法の各工程を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing the resin-encased semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】この発明の第１実施形態の樹脂外装型半導体装
置の製造方法の各工程を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing the resin-encased semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
【図４】（ａ）は、この発明の第２実施形態の樹脂外装
型半導体装置の製造方法により製造された半導体装置の
平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿った部分断面図であ
る。FIG. 4A is a plan view of a semiconductor device manufactured by a method of manufacturing a resin-encased semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a partial cross-sectional view taken along the line BB of FIG. It is.
【図５】この発明の第２実施形態の樹脂外装型半導体装
置の製造方法の各工程を示す部分断面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing each step of a method for manufacturing a resin-encased semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】この発明の第２実施形態の樹脂外装型半導体装
置の製造方法の各工程を示す部分断面図である。FIG. 6 is a partial sectional view showing each step of a method for manufacturing a resin-encased semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図７】（ａ）は、従来の樹脂外装型半導体装置の製造
方法により製造された半導体装置の平面図、（ｂ）はそ
のＣ−Ｃ線に沿った部分断面図である。FIG. 7A is a plan view of a semiconductor device manufactured by a conventional method of manufacturing a resin-encased semiconductor device, and FIG. 7B is a partial cross-sectional view thereof along line CC.
１ 半導体装置 ２ 保持部材 ３ ダイ・パッド ４ リード・フィンガー ４ａ リード・フィンガーの端部 ４ｂ、４ｃ リード・フィンガーの屈曲部 ５ 半導体素子チップ ６ ボンディング・ワイヤ ７ 樹脂外装体 ８ 中空部 １１ パラフィン・ワックス層 ２１ 半導体装置 ２２ 基板 ２４ 導体パターン ３１ チップ部品 ３２ 流れ止め ３３ 蓋 ３３ａ、３３ｂ 蓋の固定部材 ３３ｃ 蓋の本体部 ３４ 接着剤 ３５ 空間 Reference Signs List 1 semiconductor device 2 holding member 3 die pad 4 lead finger 4a end of lead finger 4b, 4c bent portion of lead finger 5 semiconductor element chip 6 bonding wire 7 resin exterior body 8 hollow portion 11 paraffin wax layer DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Semiconductor device 22 Substrate 24 Conductor pattern 31 Chip component 32 Flow stop 33 Lid 33a, 33b Lid fixing member 33c Lid main body part 34 Adhesive 35 Space
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/56 H01L 23/02 H01L 23/29 H01L 23/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/56 H01L 23/02 H01L 23/29 H01L 23/31
Claims (10)
の内側において前記半導体素子チップの接合用電極部の
近傍に中空部を備えてなる樹脂外装型半導体装置を製造
する方法であって、 常温で固体のワックスを加熱により溶融してから、前記
半導体素子チップの電極部の上に塗布し、前記中空部を
形成すべき箇所にワックス層を形成する第１工程と、 溶剤に溶解した熱硬化型の外装用樹脂で前記ワックス層
と前記半導体素子チップとを覆う第２工程と、 第１温度で加熱することにより、前記外装用樹脂を硬化
させて前記樹脂外装体を形成すると共に、前記ワックス
層を溶融させて前記樹脂外装体の中に浸透させ、もって
前記樹脂外装体の内側で前記ワックス層の大部分を除去
することによって前記中空部を形成する第３工程と、大気中あるいは窒素雰囲気中で 第２温度で加熱すること
により、前記中空部に残存する前記ワックス層の残渣を
揮発させて除去する第４工程とを備えてなることを特徴
とする樹脂外装型半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a resin-encased semiconductor device having a hollow portion in the vicinity of a joining electrode portion of the semiconductor element chip inside a resin encasement for enclosing the semiconductor element chip, the method comprising the steps of: A first step in which a solid wax is melted by heating and then applied on the electrode portion of the semiconductor element chip to form a wax layer at a position where the hollow portion is to be formed; and a thermosetting type dissolved in a solvent. A second step of covering the wax layer and the semiconductor element chip with an exterior resin, and by heating at a first temperature, the exterior resin is cured to form the resin exterior body and the wax layer. the melted to permeate into the resin sheathing body, and a third step of forming the hollow portion by removing the majority of the wax layer on the inside of the resin sheathing body has, there atmosphere Or a fourth step of heating at a second temperature in a nitrogen atmosphere to volatilize and remove the residue of the wax layer remaining in the hollow portion. Manufacturing method.
の溶剤が揮発することによって前記樹脂外装体に微細な
気孔が形成され、溶融した前記ワックス層は前記気孔を
介して前記樹脂外装体の外部に放出される請求項１に記
載の樹脂外装型半導体装置の製造方法。2. In the third step, fine pores are formed in the resin exterior body due to volatilization of the solvent of the exterior resin, and the melted wax layer forms the pores of the resin exterior body through the pores. The method for manufacturing a resin-coated semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is emitted outside.
に形成された前記気孔が、溶融した前記ワックス層によ
り塞がれる請求項２に記載の樹脂外装型半導体装置の製
造方法。3. The method according to claim 2, wherein, in the third step, the pores formed in the resin exterior body are closed by the molten wax layer.
〜１．０ｗｔ％の範囲に設定されている請求項２または
３に記載の樹脂外装型半導体装置の製造方法。4. The content of the solvent in the exterior resin is 5.0.
4. The method of manufacturing a resin-encased semiconductor device according to claim 2, wherein the content is set in a range of 1.0 to 1.0 wt%. 5.
を開始する温度より高く、且つ前記ワックス層の融点よ
り高い温度に設定されている請求項１〜４のいずれかに
記載の樹脂外装型半導体装置の製造方法。5. The resin according to claim 1, wherein the first temperature is set to a temperature higher than a temperature at which the exterior resin starts to cure and higher than a melting point of the wax layer. A method for manufacturing an exterior semiconductor device.
前記ワックスの９５ｗｔ％以上が揮発する温度より高
く、且つ前記半導体素子チップの特性が劣化する温度よ
り低く設定されている請求項１〜４のいずれかに記載の
樹脂外装型半導体装置の製造方法。6. The second temperature is set higher than a temperature at which 95% by weight or more of the wax remaining in the hollow portion volatilizes, and lower than a temperature at which characteristics of the semiconductor element chip deteriorate. 5. The method for manufacturing a resin-encased semiconductor device according to any one of items 1 to 4.
ド・フィンガーを保持した樹脂製の保持部材を備えてお
り、前記第１工程の前に、前記半導体素子チップは前記
ダイ・パッドに固着されると共に前記リード・フィンガ
ーと電気的に接続されており、前記外装用樹脂は前記第
２工程で前記半導体素子チップを覆うように前記保持部
材に固着される請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂外
装型半導体装置の製造方法。7. The semiconductor device includes a resin holding member holding a die pad and a lead finger, and the semiconductor element chip is fixed to the die pad before the first step. 7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the exterior resin is electrically connected to the lead finger, and the exterior resin is fixed to the holding member so as to cover the semiconductor element chip in the second step. 8. A method for manufacturing a resin-coated semiconductor device.
が形成された基板を備えており、前記第１工程の前に前
記半導体素子チップは前記基板の上に固着され、前記外
装用樹脂は前記第２工程で前記半導体素子チップを覆う
ように前記基板の上に形成される請求項１〜６のいずれ
かに記載の樹脂外装型半導体装置の製造方法。8. The semiconductor device includes a substrate having a conductor pattern formed on a surface thereof, the semiconductor element chip is fixed on the substrate before the first step, and the exterior resin is The method according to claim 1, wherein the semiconductor device chip is formed on the substrate so as to cover the semiconductor element chip in a second step.
クスが使用される請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂
外装型半導体装置の製造方法。9. The method according to claim 1, wherein paraffin wax is used as said wax.
なくとも一方が、前記ワックスの平均分子量を変えるこ
とにより調整される請求項１〜６のいずれかに記載の樹
脂外装型半導体装置の製造方法。10. The method according to claim 1, wherein at least one of the first temperature and the second temperature is adjusted by changing an average molecular weight of the wax. .
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